DE102012011993B4

DE102012011993B4 - Method and device for starting an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102012011993B4
Application number: DE102012011993.3A
Authority: DE
Inventors: Jens Drückhammer; Jens Hampe; Hans-Georg Nitzke; Jürgen Wendt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-06-16
Filing date: 2012-06-16
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2032-06-17
Also published as: DE102012011993A8; DE102012011993A1

Abstract

Verfahren zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei die Verbrennungskraftmaschine ein Antriebsmoment in einer Vorzugsrichtung der Verbrennungskraftmaschine auf eine Kurbelwelle ausübt, wobei eine Anlasseinheit in einem Anlassvorgang ein Anlassmoment (MEM) auf die Kurbelwelle ausübt, wobei ein positives Anlassmoment (MEM) in Richtung und ein negatives Anlassmoment (MEM) entgegen der Vorzugsrichtung auf die Kurbelwelle wirkt, wobei sich mindestens ein Zylinder (Z2) der Verbrennungskraftmaschine in einem Verbrennungstakt befindet und während des Anlassvorgangs- in einem Andrehschritt eine Drehung der Kurbelwelle durch die Anlasseinheit entgegen der Vorzugsrichtung erfolgt,- vor Erreichen eines oberen Zündtotpunkts des mindestens einen Zylinders (Z2) in einem finalen Umkehrschritt eine Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung erfolgt, und- vor Erreichen eines unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders (Z2) eine Zündung (9) eines sich in einem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspritzung in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) während des Andrehschritts beginnt oder dass eine Einspritzung in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) vor dem finalen Umkehrschritt und während einer Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung beginnt, wenn ein vorbestimmter Unterdruck in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) erreicht oder unterschritten wird.Method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, the internal combustion engine exerting a drive torque in a preferred direction of the internal combustion engine on a crankshaft, a starting unit exerting a starting torque (MEM) on the crankshaft in a starting process, with a positive starting torque (MEM) in the direction and a negative starting torque (MEM) acts against the preferred direction on the crankshaft, whereby at least one cylinder (Z2) of the internal combustion engine is in a combustion cycle and the crankshaft rotates in a cranking step against the preferred direction during the starting process - before reaching an upper ignition dead center of the at least one cylinder (Z2) in a final reversal step a reversal of the direction of rotation of the crankshaft takes place in the preferred direction, and - before reaching a lower dead center of the at least one cylinder (Z2) an ignition (9) is in ei The fuel-air mixture in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) of the internal combustion engine takes place, characterized in that an injection into the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) begins during the cranking step or that an injection into the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) begins before the final reversal step and during a rotation of the crankshaft in the preferred direction when a predetermined negative pressure is reached or undershot in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method and a device for starting an internal combustion engine of a motor vehicle.

Verbrennungsmotoren können in der Regel nicht selbständig anlaufen, sondern benötigen zum Anlaufen eine Mindestdrehzahl von beispielsweise 60 bis 200 U/min. Zu diesem Zweck wird normalerweise ein aus einer Batterie gespeister Anlassmotor eingesetzt, der auch bei einem Fahrzeugstillstand ein Anlassmoment abgeben kann. Die wesentlichen Momente, die von dem Anlassmoment während eines Anlassvorgangs überwunden werden müssen, sind das Losbrechmoment, das Reibmoment und das Kompressionsmoment. Zu Beginn des Anlassvorgangs steht mindestens eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors still. Durch vorhandene Reibstellen, beispielsweise die Zylinderlaufbahnen und/oder Lager der Kurbelwelle, liegt eine Haftreibung vor. Damit die Kurbelwelle sich überhaupt dreht, muss in einer ersten Phase zunächst diese Haftreibung überwunden werden. Auf die Kurbelwelle muss hierzu ein entsprechendes Moment, welches auch als Losbrechmoment bezeichnet wird, aufgebracht werden. Das erforderliche Losbrechmoment nimmt insbesondere bei großer Kälte und langer Standzeit des Fahrzeugs große Werte an. Falls das auf die Kurbelwelle aufgebrachte Anlassmoment des Anlassmotors nicht größer als das Losbrechmoment ist, bleibt die Kurbelwelle stehen und der Verbrennungskraftmotor kann nicht gestartet werden.As a rule, internal combustion engines cannot start up on their own, but instead require a minimum speed of 60 to 200 rpm to start up. For this purpose, a starter motor fed by a battery is normally used, which can also deliver a starting torque when the vehicle is at a standstill. The essential moments that have to be overcome by the starting torque during a starting process are the breakaway torque, the frictional torque and the compression torque. At least one crankshaft of the internal combustion engine is at a standstill at the beginning of the starting process. There is static friction due to existing friction points, for example the cylinder liners and / or bearings of the crankshaft. In order for the crankshaft to turn at all, this static friction must first be overcome in a first phase. For this purpose, a corresponding torque, which is also referred to as the breakaway torque, must be applied to the crankshaft. The required breakaway torque is particularly high when it is very cold and the vehicle is idle for a long time. If the starting torque of the starter motor applied to the crankshaft is not greater than the breakaway torque, the crankshaft stops and the internal combustion engine cannot be started.

Sofern das Losbrechmoment überwunden wurde, tritt an den vorbenannten Reibstellen anstatt der Haftreibung nun eine Gleitreibung auf. Diese kann zwar gegenüber der Haftreibung reduziert sein, verursacht jedoch ebenfalls eine Abbremsung der Drehbewegung der Kurbelwelle. Die zwischen den Kolben und den Zylinderlaufbahnen wirkenden Gleitreibkräfte werden dabei über einen Kurbeltrieb in ein Gleitreibungsmoment umgewandelt, welches im Verlauf eines Arbeitsspiels schwankt. Hinzu kommt weiterhin ein von der Kolbenbewegung unabhängiges, direkt mit der Drehung der Kurbelwelle verknüpftes Reibmoment, z.B. durch Reibung in den Kurbelwellenlagern. In dieser zweiten Phase des Anlassvorgangs muss daher ein gewisser Teil des Anlassmoments für die Kompensation der Gleitreibung zur Verfügung gestellt werden. Generell lässt sich dabei feststellen, dass sich, analog zur Haftreibung, besonders große Werte des Gleitreibungsmoments bei großer Kälte und langer Standzeit des Fahrzeugs ergeben.If the breakaway torque has been overcome, sliding friction now occurs at the aforementioned friction points instead of static friction. Although this can be reduced compared to the static friction, it also causes a deceleration of the rotational movement of the crankshaft. The sliding friction forces acting between the piston and the cylinder liners are converted into a sliding friction torque via a crank drive, which fluctuates over the course of a work cycle. In addition, there is a friction torque that is independent of the piston movement and is directly linked to the rotation of the crankshaft, e.g. due to friction in the crankshaft bearings. In this second phase of the starting process, a certain part of the starting torque must therefore be made available to compensate for the sliding friction. In general, it can be stated that, analogous to static friction, particularly large values of the sliding friction torque result when the vehicle is very cold and has a long idle time.

Mit dem effektiv wirksamen Anlassmoment soll die Kurbelwelle beschleunigt und eine für das Anspringen des Verbrennungskraftmotors erforderliche Drehzahl erreicht werden. Zusätzlich zur Gleitreibung muss dabei auch die bei Drehung der Kurbelwelle regelmäßig stattfindende Kompression der Luftmasse in den Zylindern berücksichtigt werden. Die Kompression der Luftmasse wirkt an der Kurbelwelle als so genanntes Kompressionsmoment. Innerhalb eines Arbeitsspiels des Verbrennungskraftmotors wirkt dieses Kompressionsmoment in einem Kompressionstakt der Drehbewegung entgegen. Bei einem Vierzylinder-Viertaktmotor beträgt das Arbeitsspiel 720°, also zwei volle Umdrehungen, auf denen insgesamt acht Vorzeichenwechsel des Gasmoments stattfinden. Das Gasmoment bezeichnet das durch die Kompression oder Expansion der Luftmasse im Zylinder auf die Kurbelwelle wirkende Moment. Die Winkel oder Winkelpositionen, bei denen ein Vorzeichenwechsel des Gasmoments stattfindet, werden dabei als Totpunkte bezeichnet. Dabei wird zwischen unteren Totpunkten und oberen Totpunkten unterschieden. Versucht man beispielsweise, die Kurbelwelle derart zu verdrehen, dass ein Kolben eines Zylinders sich zu einem oberen Totpunkt bewegt, ergibt sich durch die Kompression ein negatives Gasmoment. Bei einer Verdrehung der Kurbelwelle derart, dass der Kolben sich zu einem unteren Totpunkt bewegt, kann sich ein positives Gasmoment ergeben. Bei einer Lage im oberen Totpunkt kann schon eine geringfügige Auslenkung der Kurbelwelle im Zusammenwirken mit dem Gasmoment dafür sorgen, dass sich der Kolben hin zu einem unteren Totpunkt bewegt und sich die Kurbelwelle entsprechend verdreht.With the effectively effective starting torque, the crankshaft should be accelerated and the speed required for starting the internal combustion engine should be achieved. In addition to sliding friction, the regular compression of the air mass in the cylinders when the crankshaft rotates must also be taken into account. The compression of the air mass acts on the crankshaft as a so-called compression torque. Within a work cycle of the internal combustion engine, this compression torque counteracts the rotary movement in a compression cycle. In a four-cylinder four-stroke engine, the working cycle is 720 °, i.e. two full revolutions, during which a total of eight sign changes of the gas torque take place. The gas moment describes the moment acting on the crankshaft due to the compression or expansion of the air mass in the cylinder. The angles or angular positions at which the sign of the gas moment changes are referred to as dead points. A distinction is made between bottom dead centers and top dead centers. If one tries, for example, to turn the crankshaft in such a way that a piston of a cylinder moves to a top dead center, the compression results in a negative gas torque. If the crankshaft is rotated in such a way that the piston moves to a bottom dead center, a positive gas torque can result. In the case of a position at top dead center, even a slight deflection of the crankshaft in conjunction with the gas torque can ensure that the piston moves towards a bottom dead center and the crankshaft rotates accordingly.

Befindet sich die Kurbelwelle zu Beginn eines Anlassvorgangs in einer stabilen Gleichgewichtslage, so kann das Kompressionsmoment bis zum Überschreiten eines ersten oberen Totpunkts bremsend, d.h. dem Anlassmoment entgegen gerichtet, wirken. Anschließend wirkt das Kompressionsmoment abwechselnd antreibend und abbremsend. Antreibend bedeutet, dass das Kompressionsmoment in gleiche Richtung wie das Anlassmoment wirkt. Somit ergibt sich aus der Summe des effektiv wirksamen Anlassmoments und des Kompressionsmoments das zur Beschleunigung der Kurbelwelle wirksame Drehmoment, während das vorhergehend geschilderte Gleitreibungsmoment immer abbremsend wirkt.If the crankshaft is in a stable equilibrium position at the beginning of a starting process, the compression torque can have a braking effect until it exceeds a first top dead center, i.e. it can act in the opposite direction to the starting torque. The compression torque then acts alternately driving and braking. Driving means that the compression torque acts in the same direction as the starting torque. The sum of the effectively effective starting torque and the compression torque thus results in the torque effective for accelerating the crankshaft, while the previously described sliding friction torque always has a braking effect.

Wenn das effektiv wirksame Anlassmoment zu klein ist, kann es demzufolge vorkommen, dass die zum Erreichen einer notwendigen Drehzahl des Verbrennungsmotors erforderliche Drehzahl nicht erreicht wird oder sogar der erste Totpunkt nicht überschritten wird. Somit kommt die Kurbelwelle wieder zum Stillstand. Ein solcher Fall liegt insbesondere dann vor, wenn das Anlassmoment in Folge einer falschen Auslegung des Anlassmotors zu klein ist und/oder das Gleitreibungsmoment aufgrund zu großer Kälte und/oder zu langer Standzeit und/oder anderen Ursachen zu groß ist.If the effectively effective starting torque is too small, it can consequently happen that the speed required to achieve a necessary speed of the internal combustion engine is not reached or even the first dead center is not exceeded. Thus the crankshaft comes to a standstill again. Such a case occurs in particular if the starting torque is too small as a result of an incorrect design of the starter motor and / or the sliding friction torque is too large due to excessive cold and / or too long idle time and / or other causes.

Die zuvor geschilderten Herausforderungen sorgen dafür, dass für den Start eines Verbrennungsmotors, insbesondere bei großer Kälte und/oder langer Standzeit, ein hohes Drehmoment erforderlich ist. Als Größenordnung können für einen Vierzylinder-Dieselmotor etwa 200 Nm als erforderliches Anlassmoment angesetzt werden.The challenges outlined above ensure that for the start of a Internal combustion engine, especially when it is very cold and / or long service life, a high torque is required. The starting torque required for a four-cylinder diesel engine is around 200 Nm.

Um ein erforderliches Anlassmoment zu erzeugen, wird in konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungskraftmotoren zumeist ein Anlassmotor oder so genannter Anlasser verwendet. In der Regel ist der Anlasser als Elektromaschine ausgebildet. Diese weist jedoch einige nachteilige Effekte auf. Steigt das erforderliche Anlassmoment eines Verbrennungsmotors, so steigen auch näherungsweise linear auch die Kosten, das Gewicht und der Bauraum der Elektromaschine. Eine weitere, nachteilige Eigenschaft der verwendeten Elektromaschinen ist, dass diese in der Regel für Drehzahlen im vierstelligen Bereich ausgelegt sind. Diese Drehzahlen sind also weitaus höher als zum Start von Verbrennungsmotoren erforderlich. Ein schnell drehender Anlasser bzw. eine schnell drehende Elektromaschine benötigt daher eine Übersetzungseinheit. Die Übersetzungseinheit übersetzt eine hohe Drehzahl der Elektromaschine in eine niedrige Drehzahl, die dem Verbrennungsmotor angepasst ist. Für ein Übersetzungsverhältnis kann größenordnungsmäßig 1:50 angesetzt werden. Der Anker dreht sich also 50-mal schneller als die Kurbelwelle. Jedoch gibt der Anker auch nur ein 50stel des an der Kurbelwelle wirksamen Drehmoments ab. Die Integration der Übersetzungseinheit wirkt sich wiederum nachteilig auf Kosten, Gewicht und Bauraum aus.In order to generate the required starting torque, a starter motor or so-called starter is usually used in conventional vehicles with internal combustion engines. As a rule, the starter is designed as an electric machine. However, this has some adverse effects. If the required starting torque of an internal combustion engine increases, the costs, weight and installation space of the electric machine also increase approximately linearly. Another disadvantageous property of the electrical machines used is that they are usually designed for speeds in the four-digit range. These speeds are therefore much higher than required to start internal combustion engines. A rapidly rotating starter or a rapidly rotating electrical machine therefore requires a transmission unit. The transmission unit translates a high speed of the electric machine into a low speed that is adapted to the internal combustion engine. A transmission ratio of the order of 1:50 can be assumed. The armature rotates 50 times faster than the crankshaft. However, the armature only emits a 50th of the torque acting on the crankshaft. The integration of the translation unit in turn has a disadvantageous effect on costs, weight and installation space.

Als bekannt gelten hierbei folgende Startverfahren:

1. Ein Schleppstart-Verfahren, wobei der Anlassmotor ein Anlassmoment in Richtung der Vorzugsrichtung auf die Kurbelwelle ausübt und diese anschleppt. Eine erste Zündung eines sich in einem Verbrennungsraum eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt bei einem normalen Schleppstart nach zwei bis vier Kurbelwellen-Umdrehungen, bei einem so genannten schnellen Schleppstart-Verfahren nach maximal einer Kurbelwellen-Umdrehung. Hierbei kann das Schleppstart-Verfahren ausgehend von einem vorbestimmten Startwinkel der Kurbelwelle aus gestartet oder durchgeführt werden. Bei dem Schleppstart-Verfahren ist ein hohes Drehmoment des Anlassmotors erforderlich, um die gewünschte Drehzahl der Kurbelwelle zu erzeugen.
2. Ein Resonanzstart-Verfahren, wobei die Verbrennungskraftmaschine bzw. die Kurbelwelle mittels des Anlassmotors angeschwungen wird. Ein Resonanzstart-Verfahren ist in der DE 10 2009 033 544 A1 beschrieben.
3. Ein Hochdrehzahlstart-Verfahren, wobei Kraftstoff in einen Verbrennungsraum mindestens eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine erst dann eingespritzt und eine erste Zündung erst dann ausgelöst wird, wenn durch das vorhergehend beschriebene Schleppstart-Verfahren eine vorbestimmte (hohe) Kurbelwellendrehzahl erreicht wurde, z.B. 800 U/min statt 200 U/min. Bei dem Hochdrehzahlstart-Verfahren ist ein hohes Drehmoment des Anlassmotors erforderlich, um die erforderliche hohe Drehzahl der Kurbelwelle zu erzeugen.
4. Ein Direktstart-Verfahren, wobei die Verbrennungskraftmaschine nur durch Einspritzen von Kraftstoff und Zündung des sich in einem Verbrennungsraum mindestens eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches gestartet wird. Hierbei findet kein Anschleppen durch einen Anlassmotor statt. Dieses Startverfahren erfordert eine Direkteinspritzung des Kraftstoffes in den Verbrennungsraum. Nachteilig beim Direktstart-Verfahren ergibt sich, dass das Verfahren nicht unter beliebigen, sondern nur unter bestimmten, äußeren Betriebsbedingungen, z.B. bei bestimmten Temperaturverhältnissen, erfolgreich durchgeführt werden kann.
5. Ein Impulsstart-Verfahren, wobei ein schnelles Hochreißen der Verbrennungskraftmaschine durch den Anlasser bzw. die Elektromaschine oder durch Schließen einer Kupplung zwischen der Kurbelwelle und einem nachfolgenden Teil des Antriebsstranges erfolgt, wenn dieser Antriebsstrang abtriebsseitig bereits ausreichend schnell rotiert. Diese abtriebsseitige Rotation kann z.B. durch eine Fahrzeugbewegung, die z.B. durch ein Schwungrad oder durch eine Elektromaschine erzeugt wird, zustande kommen. Nachteilig ergibt sich hierbei, dass systemtechnische Anforderungen hoch sind, z.B. muss eine Kupplung auf ein hohes Drehmoment ausgelegt sein.

The following starting procedures are known to be known:

1. A drag start process, in which the starter engine exerts a starting torque in the direction of the preferred direction on the crankshaft and tows it. A first ignition of a fuel-air mixture located in a combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine takes place after two to four crankshaft revolutions with a normal drag start and after a maximum of one crankshaft revolution with a so-called quick drag start process. Here, the drag start method can be started or carried out on the basis of a predetermined starting angle of the crankshaft. With the drag start method, a high torque of the starter motor is required in order to generate the desired speed of the crankshaft.
2. A resonance start method, in which the internal combustion engine or the crankshaft is started up by means of the starter motor. A resonance start procedure is in the DE 10 2009 033 544 A1 described.
3. A high-speed start method, whereby fuel is only injected into a combustion chamber of at least one cylinder of the internal combustion engine and a first ignition is only triggered when a predetermined (high) crankshaft speed has been reached by the drag start method described above, e.g. 800 U / min instead of 200 rpm. In the high-speed start method, a high torque of the starter motor is required in order to generate the required high speed of the crankshaft.
4. A direct start method, the internal combustion engine being started only by injecting fuel and igniting the fuel-air mixture located in a combustion chamber of at least one cylinder of the internal combustion engine. There is no towing by a starter engine. This starting method requires the fuel to be injected directly into the combustion chamber. A disadvantage of the direct start method is that the method cannot be carried out successfully under any, but only under certain external operating conditions, for example under certain temperature conditions.
5. A pulse start method, with the internal combustion engine being ripped up quickly by the starter or the electric machine or by closing a clutch between the crankshaft and a subsequent part of the drive train when this drive train is already rotating sufficiently fast on the output side. This rotation on the output side can come about, for example, as a result of a vehicle movement that is generated, for example, by a flywheel or by an electric machine. The disadvantage here is that system-technical requirements are high, for example a clutch must be designed for a high torque.

In einem Kraftfahrzeug mit Hybrid-Antrieb kann eine zum Antrieb des Fahrzeugs vorgesehene Elektromaschine gegebenenfalls die Funktion des Anlassmotors vollständig übernehmen. Wie zuvor bereits deutlich gemacht wurde, ist hierzu insbesondere erforderlich, dass die Elektromaschine ein ausreichend hohes Drehmoment für den Anlassvorgang abgeben kann. Dies führt aber zu einem Auslegungskonflikt insbesondere für so genannte Mild-HybridFahrzeuge, die mit verhältnismäßig schwachen Elektromaschinen und kleinen Energiespeichern ausgestattet sind. Die verhältnismäßig schwachen Elektromaschinen erzeugen dabei größenordnungsmäßig ein maximales Drehmoment von 100 Nm.In a motor vehicle with a hybrid drive, an electric machine provided for driving the vehicle can, if necessary, completely take over the function of the starter motor. As has already been made clear above, this requires in particular that the electric machine can output a sufficiently high torque for the starting process. However, this leads to a conflict of interpretation, especially for so-called mild hybrid vehicles, which are equipped with relatively weak electric machines and small energy storage devices. The relatively weak electric machines generate a maximum torque of the order of magnitude of 100 Nm.

Eine bekannte Lösung bei Mild-Hybrid-Fahrzeugen besteht darin, einen konventionellen Anlasser, also eine zweite Elektromaschine, mitzuführen, die insbesondere bei extrem tiefen Temperaturen und/oder langer Standzeit des Fahrzeugs zum Einsatz kommt. Ein anderer Lösungsansatz besteht darin, eine stärkere Elektromaschine einzusetzen, die ein höheres maximales Drehmoment erzeugen kann. Abgesehen vom Entfall des Anlassers bzw. der zweiten Elektromaschine sind die erzielbaren Vorteile hierbei jedoch begrenzt, wenn nicht gleichzeitig eine Vergrößerung der Kapazität der elektrischen Energiespeicher vorgenommen wird, wodurch ein so genannter Voll-Hybrid-Antrieb entstehen würde.A known solution in mild hybrid vehicles consists in carrying a conventional starter, that is to say a second electric machine, which is used in particular at extremely low temperatures and / or when the vehicle is idle for a long time. Another approach is to use a more powerful electric machine that can generate a higher maximum torque. Apart from the omission of the starter or the second electric machine, the advantages that can be achieved are limited if the capacity of the electrical energy storage device is not increased at the same time, which would result in a so-called full hybrid drive.

Die genannten Alternativen „Mild-Hybrid-Fahrzeug mit konventionellem Anlasser“, „Mild-Hybrid-Fahrzeug mit überdimensionierter Elektromaschine“ und „Voll-Hybrid-Fahrzeug“ sind aus technischen und/oder wirtschaftlichen Gründen (Kosten, Gewicht und/oder Bauraum) in vielen Hybrid-Fahrzeugen nicht sinnvoll umsetzbar. Hiervon sind insbesondere kleine und mittelgroße Fahrzeuge betroffen. Dennoch wird auch für diese Fahrzeuge mittelfristig eine Hybridisierung angestrebt oder zumindest in Betracht gezogen.The mentioned alternatives “mild hybrid vehicle with conventional starter”, “mild hybrid vehicle with oversized electric machine” and “full hybrid vehicle” are for technical and / or economic reasons (costs, weight and / or installation space) in many hybrid vehicles cannot be implemented in a meaningful way. This particularly affects small and medium-sized vehicles. Nevertheless, hybridization is also being sought or at least considered for these vehicles in the medium term.

Die DE 10 2009 033 544 A1 offenbart ein Verfahren zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei die Verbrennungskraftmaschine ein Antriebsmoment in einer Vorzugsrichtung der Verbrennungskraftmaschine auf eine Kurbelwelle ausübt, wobei ein Anlassmotor in einem Anlassvorgang ein Anlassmoment auf die Kurbelwelle ausübt, um eine Mindestdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine zu erreichen. Eine Steuereinheit regelt das Anlassmoment, wobei die Steuereinheit in dem Anlassvorgang das Anlassmoment zeitabhängig zwischen einem positiven maximalen Anlassmoment und einem negativen minimalen Anlassmoment regelt. Ein positives Anlassmoment wirkt in Richtung und ein negatives Anlassmoment entgegen der Vorzugsrichtung auf die Kurbelwelle. Die DE 10 2009 033 544 A1 beschreibt ein so genanntes Anschwingen der Kurbelwelle bzw. der Verbrennungskraftmaschine. Die Druckschrift offenbart, dass ein oberer Totpunkt eines Kolbens eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine ausschließlich durch eine Modulation eines Drehmoments (Anlassmoments) bewirkt wird. Hierbei wird das dynamische Eigenverhalten eines mechanischen Systems, welches aus mindestens der Verbrennungskraftmaschine inklusive der Kurbelwelle und dem Anlassmotor besteht, hinsichtlich der Drehbewegung der Kurbelwelle gezielt genutzt und somit die Wirkung des Anlassmotors verstärkt. Nicht offenbart sind Details bezüglich einer Zündung eines sich in einem Verbrennungsraum eines Zylinders der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches.The DE 10 2009 033 544 A1 discloses a method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, the internal combustion engine exerting a drive torque on a crankshaft in a preferred direction of the internal combustion engine, a starter motor exerting a starting torque on the crankshaft in a starting process in order to achieve a minimum speed of the internal combustion engine. A control unit regulates the starting torque, the control unit regulating the starting torque in the starting process as a function of time between a positive maximum starting torque and a negative minimum starting torque. A positive starting torque acts in the direction and a negative starting torque acts against the preferred direction on the crankshaft. The DE 10 2009 033 544 A1 describes a so-called oscillation of the crankshaft or the internal combustion engine. The document discloses that a top dead center of a piston of a cylinder of the internal combustion engine is brought about exclusively by modulating a torque (starting torque). The dynamic behavior of a mechanical system, which consists of at least the internal combustion engine including the crankshaft and the starter motor, is used in a targeted manner with regard to the rotational movement of the crankshaft and thus the effect of the starter motor is increased. Details relating to an ignition of a fuel-air mixture located in a combustion chamber of a cylinder of the internal combustion engine are not disclosed.

Die DE 198 08 472 A1 offenbart ein Verfahren zum Starten eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors mit Direkteinspritzung, wobei auf einen vor dem Zündbefehl gegebenen Befehl der Motor durch einen Antrieb mit kleiner Geschwindigkeit in eine Stellung gedreht wird, bei der ein Kolben eines Zylinders vor oder im oberen Totpunkt steht. Weiter erfolgt mit dem Zündbefehl nach der Stellung im oberen Totpunkt eine Weiterdrehung des Motors in die richtige Drehrichtung, wobei durch die Einspritzung und Zündung des komprimierten Gemisches der eigentliche Start ausgelöst wird. Die Druckschrift offenbart keine Einzelheiten hinsichtlich von Druckverhältnissen im Verbrennungsraum des Zylinders.The DE 198 08 472 A1 discloses a method for starting a motor vehicle internal combustion engine with direct injection, wherein, in response to a command given before the ignition command, the engine is rotated by a drive at low speed into a position in which a piston of a cylinder is before or at top dead center. Furthermore, with the ignition command after the position in top dead center, the motor continues to rotate in the correct direction of rotation, the actual start being triggered by the injection and ignition of the compressed mixture. The document does not disclose any details with regard to pressure conditions in the combustion chamber of the cylinder.

Die DE 41 41 482 A1 offenbart ein Verfahren zur Luftzufuhr in die Brennkammer eines Verbrennungsmotors der Kolbenbauart in zwei Phasen, wobei zumindest gegen Ende der ersten Phase die Luftzufuhr in die Brennkammer behinderbar ist und wobei zumindest zu Beginn der zweiten Phase die mit der einsetzenden Verdichtung der Ladung durch den der Brennkammer zugeordneten Kolben endet. Die Behinderung der Luftzufuhr wird aufgehoben, wobei das Ausmaß der Behinderung, der Beginn der Behinderung, das Ende der Behinderung und das Ende der Luftzufuhr so aufeinander abgestimmt sind, dass die sich ergebende Kolbenarbeit einer Energie entspricht, die sich aus der für eine Förderarbeit zur Füllung der Brennkammer mit der gewünschten Luftmenge erforderlichen Energie und der zu einer gewünschten Temperaturerhöhung erforderlichen Energie zusammensetzt. Der im Verbrennungsraum erzeugte Unterdruck dient hierbei einer Erhöhung einer Betriebstemperatur durch eine aufgrund des Unterdrucks einströmenden Luftmenge. Die Druckschrift beschreibt hierbei keine Einspritzung bei Unterdruck.The DE 41 41 482 A1 discloses a method for supplying air into the combustion chamber of an internal combustion engine of the piston type in two phases, whereby at least towards the end of the first phase the supply of air into the combustion chamber can be hindered and at least at the beginning of the second phase the charge associated with the onset of compression by the combustion chamber Piston ends. The obstruction to the air supply is lifted, whereby the extent of the obstruction, the beginning of the obstruction, the end of the obstruction and the end of the air supply are coordinated in such a way that the piston work that results corresponds to an energy that results from that for a conveying work to the filling the combustion chamber with the required amount of air and the energy required for a desired temperature increase. The negative pressure generated in the combustion chamber serves to increase an operating temperature by means of an amount of air flowing in due to the negative pressure. The document does not describe injection under negative pressure.

Die DE 100 52 781 A1 offenbart ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine, wobei wenigstens einem Brennraum der Brennkraftmaschine über eine Ansaugleitung Ansaugluft zugeführt wird und wobei in den wenigstens einen Brennraum Kraftstoff eingespritzt wird, wobei vor der ersten Einspritzung von Kraftstoff in den wenigstens einen Brennraum ein bestimmter Unterdruck in der Ansaugleitung erzeugt wird. Hierbei wird ausschließlich eine Erzeugung von Unterdruck in der Ansaugleitung beschrieben.The DE 100 52 781 A1 discloses a method for starting an internal combustion engine, with at least one combustion chamber of the internal combustion engine being supplied with intake air via an intake line and with fuel being injected into the at least one combustion chamber, with a certain negative pressure being generated in the intake line before the first injection of fuel into the at least one combustion chamber becomes. Here, only the generation of negative pressure in the suction line is described.

Die EP 1 679 438 A1 offenbart ein Verfahren zum Starten einer mit einer Motorsteuerung ausgestatteten direkt einspritzenden Brennkraftmaschine mit n Zylindern, in denen n Kolben zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt oszillieren. Weiter umfasst die Brennkraftmaschine eine Kurbelwelle. Hierbei wird, ausgehend von einer der Motorsteuerung bekannten Stopp-Position der Kurbelwelle, zum Starten der Brennkraftmaschine eine Startvorrichtung aktiviert, mit der die Kurbelwelle in Drehung versetzt wird. Weiter wird noch bei stillstehender Kurbelwelle mindestens in einen Zylinder, der sich in der Kompressionsphase befindet, Kraftstoff eingespritzt und das sich in diesem mindestens einen Zylinder befindliche Kraftstoff-Luftgemisch gezündet, wodurch die Startvorrichtung unterstützt wird. Hierbei wird keine Einspritzung bei Unterdruck offenbart.The EP 1 679 438 A1 discloses a method for starting a direct injection internal combustion engine equipped with an engine controller and having n cylinders in which n pistons oscillate between a top dead center and a bottom dead center. The internal combustion engine also includes a crankshaft. Here, based on a stop position of the crankshaft known to the engine control, a starting device is activated to start the internal combustion engine, with which the crankshaft is in Rotation is offset. Furthermore, with the crankshaft at a standstill, fuel is injected into at least one cylinder which is in the compression phase and the fuel-air mixture located in this at least one cylinder is ignited, whereby the starting device is supported. No injection at negative pressure is disclosed here.

Die DE 197 41 294 A1 offenbart einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges, mit einem Verbrennungsmotor und einer mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelten oder koppelbaren elektrischen Maschine, wobei die elektrische Maschine in Motor- und Generatorbetrieb schaltbar ist, sowie einer Steuerelektronik zur Steuerung einer Direkteinspritzung und Zündung des Verbrennungsmotors, wobei zum Start des Verbrennungsmotors die Kurbelwelle über die in Motorbetrieb geschaltete elektrische Maschine in eine vorgebbare Startposition bringbar ist, bei Erreichen der Startposition der Kurbelwelle die Zündung des in einem Startzylinder eingespritzten Kraftstoffes erfolgt, und über die elektrische Maschine während des gesamten Startvorganges ein Drehmoment auf die Kurbelwelle ausübbar ist.The DE 197 41 294 A1 discloses a drive of a motor vehicle, with an internal combustion engine and an electrical machine which is coupled or can be coupled to a crankshaft of the internal combustion engine, the electrical machine being switchable in motor and generator mode, as well as control electronics for controlling direct injection and ignition of the internal combustion engine Combustion engine, the crankshaft can be brought into a predeterminable starting position via the electric machine switched to engine operation, when the starting position of the crankshaft is reached, the fuel injected into a starting cylinder is ignited, and a torque can be exerted on the crankshaft via the electric machine during the entire starting process.

Die DE 10 2009 033 544 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anlassen einer Verbrenn ungskraftm aschi ne.The DE 10 2009 033 544 A1 discloses a method and apparatus for starting a combustion engine.

Es stellt sich daher das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anlassen eines Verbrennungsmotors zu schaffen, bei der ein maximales Anlassmoment eines Anlassmotors weiter reduziert werden kann, wodurch Kosten, Bauraum und Energiebedarf des Anlassmotors reduziert werden.The technical problem therefore arises of creating a method and a device for starting an internal combustion engine in which a maximum starting torque of a starter motor can be further reduced, as a result of which costs, installation space and energy requirements of the starter motor are reduced.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution to the technical problem results from the subject matter with the features of claims 1 and 9. Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei die Verbrennungskraftmaschine ein Antriebsmoment in einer Vorzugsrichtung der Verbrennungskraftmaschine auf eine Kurbelwelle ausübt. Eine Anlasseinheit, die z.B. ein Anlassmotor sein kann, übt in einem Anlassvorgang ein Anlassmoment auf die Kurbelwelle aus. Die Anlasseinheit kann in dem Anlassvorgang dasAnlassmoment auf die Kurbelwelle ausüben, um eine Mindestdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine zu erreichen. Die Anlasseinheit kann auch generatorisch arbeiten und z.B. ein negatives Moment auf die Kurbelwelle ausüben.A method is proposed for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, the internal combustion engine exerting a drive torque on a crankshaft in a preferred direction of the internal combustion engine. A starter unit, which can be a starter motor, for example, exerts a starting torque on the crankshaft in one starting process. The starting unit can exert the starting torque on the crankshaft in the starting process in order to achieve a minimum speed of the internal combustion engine. The starting unit can also work as a generator and, for example, exert a negative torque on the crankshaft.

In dem Anlassvorgang oder während des Anlassvorgangs kann das Anlassmoment zwischen einem positiven maximalen Anlassmoment und einem negativen minimalen Anlassmoment geregelt werden. Ein positives Anlassmoment wirkt in Richtung der Vorzugsrichtung auf die Kurbelwelle und ein negatives Anlassmoment wirkt entgegen der Vorzugsrichtung auf die Kurbelwelle. In dem Anlassvorgang kann also mindestens einmal, z.B. für eine vorbestimmte Zeitdauer, das positive maximale Anlassmoment und mindestens einmal, z.B. für eine vorbestimmte weitere Zeitdauer, das negative minimale Anlassmoment von der Anlasseinheit auf die Kurbelwelle ausgeübt.In the starting process or during the starting process, the starting torque can be regulated between a positive maximum starting torque and a negative minimum starting torque. A positive starting torque acts in the direction of the preferred direction on the crankshaft and a negative starting torque acts against the preferred direction on the crankshaft. In the starting process, the starting unit can exert the positive maximum starting torque at least once, e.g. for a predetermined period of time, and the negative minimum starting torque at least once, e.g. for a further predetermined period of time.

Ein derartiges Verfahren ist bereits in der DE 10 2009 033 544 A1 beschrieben. Die Regelung des Anlassmoments im Anlassvorgang, z.B. durch eine Steuereinheit, kann auch als Modulation des Anlassmoments bezeichnet werden. Durch diese Modulation wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, dass das Anlassmoment und eine Drehrichtung der Kurbelwelle während des Anlassvorgangs nicht nur in die Vorzugsrichtung orientiert sind, sondern während des Anlassvorgangs auch umgekehrt werden können. Die Vorzugsrichtung der Verbrennungskraftmaschine ist dabei beispielsweise die Richtung, in der die Verbrennungskraftmaschine die Kurbelwelle antreibt, um eine Fortbewegung des Fahrzeugs, z.B. in Vorwärtsrichtung, zu bewirken. Durch das offenbarte Verfahren kann also während des Anlassvorgangs die Richtung des Anlassmoments und gegebenenfalls der Drehbewegung der Kurbelwelle ein oder mehrere Male umgekehrt werden. Im Gegensatz zu einem konventionellen Anlasser wird dabei das dynamische Eigenverhalten eines mechanischen Systems, bestehend aus mindestens der Verbrennungskraftmaschine inklusive der Kurbelwelle und der Anlasseinheit hinsichtlich der Drehbewegung der Kurbelwelle gezielt genutzt und somit die Wirkung der Anlasseinheit verstärkt.Such a procedure is already in the DE 10 2009 033 544 A1 described. The regulation of the starting torque in the starting process, for example by a control unit, can also be referred to as modulation of the starting torque. This modulation makes it possible in an advantageous manner that the starting torque and a direction of rotation of the crankshaft are not only oriented in the preferred direction during the starting process, but can also be reversed during the starting process. The preferred direction of the internal combustion engine is, for example, the direction in which the internal combustion engine drives the crankshaft in order to cause the vehicle to move, for example in a forward direction. With the disclosed method, the direction of the starting torque and possibly the rotational movement of the crankshaft can be reversed one or more times during the starting process. In contrast to a conventional starter, the dynamic behavior of a mechanical system, consisting of at least the internal combustion engine including the crankshaft and the starter unit, is used in a targeted manner with regard to the rotational movement of the crankshaft and thus the effect of the starter unit is increased.

Hierbei beziehen sich die Begriffe Drehwinkel, Drehzahl, Drehbeschleunigung, Drehmasse und Reibung der Anlasseinheit bzw. der Elektromaschine auf den sich bewegenden (sich drehenden) Teil der Anlasseinheit bzw. der Elektromaschine, der auch als Anker oder Rotor bezeichnet wird. Analog beziehen sich die Begriffe Drehwinkel, Drehzahl, Drehbeschleunigung, Drehmasse und Reibung der Verbrennungskraftmaschine auf den sich bewegenden (sich drehenden) Teil der Verbrennungskraftmaschine, also die Kurbelwelle.The terms angle of rotation, speed, rotational acceleration, rotating mass and friction of the starting unit or the electric machine refer to the moving (rotating) part of the starting unit or the electric machine, which is also referred to as the armature or rotor. Analogously, the terms angle of rotation, speed, acceleration, rotating mass and friction of the internal combustion engine relate to the moving (rotating) part of the internal combustion engine, that is to say the crankshaft.

Die Modulation des Drehmoments erfolgt im Hinblick auf drei wesentliche Ziele:

1. Durch das offenbarte Verfahren wird ermöglicht, einen Anlassmotor zu verwenden, der ein kleineres maximales Anlassmoment besitzt als ein konventioneller Anlassmotor.
2. Mit Hilfe des offenbarten Verfahrens wird zum Anlassen der Verbrennungskraftmaschine nicht mehr elektrische Energie als notwendig benötigt.
3. Das offenbarte Verfahren ermöglicht einen verbesserten Schutz von Systemkomponenten hinsichtlich Überlastung bzw. Beschädigung und/oder Zerstörung.

The modulation of the torque takes place with regard to three main goals:

1. The disclosed method makes it possible to use a starter motor which has a lower maximum starting torque than a conventional starter motor.
2. With the aid of the disclosed method, no more electrical energy than necessary is required to start the internal combustion engine.
3. The disclosed method enables improved protection of system components with regard to overloading or damage and / or destruction.

Wird einer Elektromaschine eines Hybridfahrzeugs, welche auch zum Antrieb des Hybridfahrzeugs dient, als Anlasseinheit genutzt, so ermöglicht das offenbarte Verfahren in vorteilhafter Weise, dass keine separate Anlasseinheit mehr im Hybrid-Fahrzeug vorzusehen ist. Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich hierbei aus der DE 10 2009 033 544 A1 , auf die an dieser Stelle in vollem Umfang verwiesen wird.If an electric machine of a hybrid vehicle, which is also used to drive the hybrid vehicle, is used as a starting unit, then the disclosed method advantageously enables a separate starting unit no longer to be provided in the hybrid vehicle. Further advantages and details emerge from the DE 10 2009 033 544 A1 , to which reference is made in full at this point.

Erfindungsgemäß befindet sich mindestens ein Zylinder der Verbrennungskraftmaschine in einem Verbrennungstakt. Im Verbrennungstakt bewegt sich ein Kolben des mindestens einen Zylinders bei einer Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung von einem oberen Zündtotpunkt des mindestens einen Zylinders in Richtung eines unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders. Insbesondere befindet sich mindestens ein Zylinder einer 4-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine, die in einem 4-Takt-Verfahren arbeitet, in einem Verbrennungstakt. Das vorgeschlagene Verfahren kann auch bei 3-Zylinder-Verbrennungskraftmaschinen angewendet werden. Hierbei ist zu beachten, dass bei einer 3-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine Kurbelwellenpositionen existieren, an denen sich kein Zylinder in einem Verbrennungstakt befindet. In einem solchen Fall kann vor einem Beginn des Anlassvorgangs die Kurbelwelle derart positioniert werden, dass sich mindestens ein Zylinder in einem Verbrennungstakt befindet. Dies kann beispielsweise durch ein Verdrehen der Kurbelwelle, beispielsweise durch die Anlasseinheit, erfolgen. Auch ist möglich, die Kurbelwelle beim Abstellen der Verbrennungskraftmaschine derart gesteuert abzubremsen, dass diese bei Stillstand eine Kurbelwellenposition einnimmt, in der sich mindestens ein Zylinder in einem Verbrennungstakt befindet.According to the invention, at least one cylinder of the internal combustion engine is in a combustion cycle. In the combustion cycle, when the crankshaft rotates, a piston of the at least one cylinder moves in the preferred direction from a top dead center of the at least one cylinder in the direction of a bottom dead center of the at least one cylinder. In particular, at least one cylinder of a 4-cylinder internal combustion engine that operates in a 4-stroke process is in a combustion stroke. The proposed method can also be used in 3-cylinder internal combustion engines. It should be noted here that in a 3-cylinder internal combustion engine there are crankshaft positions at which there is no cylinder in a combustion cycle. In such a case, before the start of the starting process, the crankshaft can be positioned in such a way that at least one cylinder is in a combustion cycle. This can be done, for example, by rotating the crankshaft, for example by the starting unit. It is also possible to brake the crankshaft in a controlled manner when the internal combustion engine is switched off in such a way that, when the engine is at a standstill, it assumes a crankshaft position in which at least one cylinder is in a combustion cycle.

Weiter erfolgt während des Anlassvorgangs in einem Andrehschritt eine Drehung der Kurbelwelle durch die Anlasseinheit entgegen der Vorzugsrichtung. Hierbei wird der Kolben des mindestens einen Zylinders, der sich in dem Verbrennungstakt befindet, in Richtung eines oberen Zündtotpunkts des Zylinders bewegt. Hierbei bewegt sich der Kolben des mindestens einen Zylinders im Verbrennungstakt derart, dass ein Volumen eines Verbrennungsraums des mindestens einen Zylinders abnimmt. Eine Drehung der Kurbelwelle entgegen der Vorzugsrichtung bewirkt somit eine Rückwärtsbewegung des Kolbens des mindestens einen Zylinders. In diesem Andrehschritt wird der Kolben des sich im Verbrennungstakt befindlichen Zylinders entgegen der Richtung bewegt, in die er unter normalen Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine im Verbrennungstakt bewegt werden würde.Furthermore, the crankshaft rotates counter to the preferred direction during the starting process in a cranking step. Here, the piston of the at least one cylinder that is in the combustion stroke is moved in the direction of an ignition top dead center of the cylinder. Here, the piston of the at least one cylinder moves in the combustion cycle in such a way that a volume of a combustion chamber of the at least one cylinder decreases. A rotation of the crankshaft against the preferred direction thus causes the piston of the at least one cylinder to move backwards. In this cranking step, the piston of the cylinder located in the combustion stroke is moved in the opposite direction to the direction in which it would be moved in the combustion stroke under normal operating conditions of the internal combustion engine.

In einem Verbrennungstakt befindet sich ein Kolben zwischen einem oberen Zündtotpunkt des Zylinders und einem ersten unteren Totpunkt des Zylinders, wobei der Kolben sich unter normalen Betriebsbedingungen, also bei einer Vorwärtsbewegung des Kolbens, im Verbrennungstakt vom oberen Zündtotpunkt hin zum ersten unteren Totpunkt des Zylinders bewegen würde.In a combustion stroke, a piston is located between a top ignition dead center of the cylinder and a first bottom dead center of the cylinder, whereby the piston would move in the combustion stroke from top ignition dead center to the first bottom dead center of the cylinder under normal operating conditions, i.e. with a forward movement of the piston .

Für die nachfolgenden Erläuterungen kann angenommen werden, dass sich ein Kurbelwellenwinkel während der Drehung der Kurbelwelle entgegen der Vorzugsrichtung verringert. Bezogen auf ein Arbeitsspiel von 720° bei einem Vierzylinder-Viertaktmotor, welches zwei volle Umdrehungen der Kurbelwelle umfasst, kann ein Kurbelwellenwinkel z.B. zwischen - 360° und +360° variieren. Bei einer Drehung entgegen der Vorzugsrichtung verringert sich also der Kurbelwellenwinkel unter Berücksichtigung des Vorzeichens, wobei ein Sprung von -360° auf +360° erfolgt, wenn der Kurbelwellenwinkel den Wert von -360° unterschreitet. Entsprechend vergrößert sich der Kurbelwellenwinkel bei einer Drehung in Vorzugsrichtung unter Berücksichtigung des Vorzeichens, wobei ein Sprung von +360° auf -360° erfolgt, wenn der Kurbelwellenwinkel den Wert von +360° überschreitet.For the following explanations it can be assumed that a crankshaft angle decreases during the rotation of the crankshaft against the preferred direction. Based on a working cycle of 720 ° in a four-cylinder four-stroke engine, which includes two full revolutions of the crankshaft, a crankshaft angle can vary between - 360 ° and + 360 °, for example. In the case of a rotation against the preferred direction, the crankshaft angle is therefore reduced, taking into account the sign, with a jump from -360 ° to + 360 ° when the crankshaft angle falls below the value of -360 °. Correspondingly, the crankshaft angle increases with a rotation in the preferred direction, taking into account the sign, with a jump from + 360 ° to -360 ° when the crankshaft angle exceeds the value of + 360 °.

Vor Erreichen des oberen Zündtotpunkts des sich im Verbrennungstakt befindlichen Zylinders erfolgt in einem finalen Umkehrschritt eine Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung der Kurbelwelle. Hierbei kann die Drehrichtungsumkehr durch die Anlasseinheit bewirkt oder unterstützt werden. Auch kann die Drehrichtungsumkehr aufgrund eines Kompressionsmoments erfolgen, welches sich während des Andrehschritts aufgrund der Verringerung des Volumens des Verbrennungsraums des mindestens einen Zylinders erhöht. Vorstellbar ist auch, dass die Drehrichtungsumkehr ausschließlich aufgrund des Kompressionsmoments erfolgt.Before reaching the top dead center of the ignition of the cylinder in the combustion stroke, the direction of rotation of the crankshaft is reversed in a final reversal step in the preferred direction of the crankshaft. The reversal of the direction of rotation can be brought about or supported by the starter unit. The direction of rotation can also be reversed due to a compression torque which increases during the cranking step due to the reduction in the volume of the combustion chamber of the at least one cylinder. It is also conceivable that the direction of rotation is reversed solely on the basis of the compression torque.

Nach der Drehrichtungsumkehr erfolgt eine Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung der Kurbelwelle. Auch diese Drehung kann durch die Anlasseinheit bewirkt oder unterstützt werden. Nach der Drehrichtungsumkehr wird der Kolben des mindestens einen Zylinders in Richtung eines unteren Totpunkts dieses Zylinders bewegt. Hierbei führt der Kolben des mindestens einen Zylinders eine Vorwärtsbewegung aus.After the direction of rotation is reversed, the crankshaft rotates in the preferred direction of the crankshaft. This rotation can also be brought about or supported by the starting unit. After the direction of rotation is reversed, the piston of the at least one cylinder is moved in the direction of a bottom dead center of this cylinder. Here, the piston of the at least one cylinder executes a forward movement.

Beispielsweise kann die Drehrichtungsumkehr im finalen Umkehrschritt erfolgen, wenn die Kurbelwelle bei der Drehung entgegen der Vorzugsrichtung im Andrehschritt einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel (Umkehrwinkel) erreicht hat oder unterschreitet, der um eine vorbestimmte Winkeldifferenz größer als ein Kurbelwellenwinkel ist, bei dem der Zylinder sich in seinem oberen Zündtotpunkt befindet. Diese Winkeldifferenz kann beispielsweise 10° oder 20° Kurbelwellenwinkel betragen.
Vor Erreichen oder Überschreiten des unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders erfolgt in einem Zündungsschritt eine Zündung eines sich in einem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches. Der untere Totpunkt ist hierbei der Totpunkt, der bei einer Vorwärtsbewegung des Kolbens des mindestens einen Zylinders, auf den oberen Zündtotpunkt des mindestens einen Zylinders folgt. Der mindestens eine Zylinder befindet sich während dieser Bewegung des Kolbens ausschließlich im Verbrennungstakt.For example, the direction of rotation can be reversed in the final reversal step if the crankshaft is rotating against the Preferred direction in the cranking step has reached or falls below a predetermined crankshaft angle (reversal angle) which is greater by a predetermined angular difference than a crankshaft angle at which the cylinder is in its top ignition dead center. This angle difference can be, for example, 10 ° or 20 ° crankshaft angle.
Before the bottom dead center of the at least one cylinder is reached or exceeded, a fuel-air mixture located in a combustion chamber of the at least one cylinder of the internal combustion engine is ignited in an ignition step. The bottom dead center is the dead center that follows the top dead center of the ignition of the at least one cylinder when the piston of the at least one cylinder moves forward. The at least one cylinder is exclusively in the combustion cycle during this movement of the piston.

Die Zündung kann hierbei eine Fremdzündung, beispielsweise durch eine Zündanlage, die z.B. eine Zündkerze umfasst, oder eine Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches sein. Im Falle einer Selbstzündung bezeichnet die Zündung das Herstellen von Umgebungsbedingungen, z.B. einer Temperatur und/oder eines Druckes, im Verbrennungsraum, bei denen eine Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt.The ignition can be a spark ignition, for example by an ignition system that includes a spark plug, or a self-ignition of the fuel-air mixture. In the case of auto-ignition, ignition refers to the creation of ambient conditions, e.g. a temperature and / or a pressure, in the combustion chamber at which the fuel-air mixture spontaneously ignites.

Die Zündung kann hierbei zum Zeitpunkt der Drehrichtungsumkehr im finalen Umkehrschritt erfolgen. Alternativ kann die Zündung zeitlich nach der Drehrichtungsumkehr erfolgen.The ignition can take place at the time of the reversal of the direction of rotation in the final reversal step. Alternatively, the ignition can take place after the direction of rotation has been reversed.

Beispielsweise kann die Zündung erfolgen, wenn die Kurbelwelle bei der Drehung in Vorzugsrichtung nach dem finalen Umkehrschritt einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel (Zündwinkel) erreicht hat oder überschreitet, der um eine vorbestimmte Winkeldifferenz größer als der Kurbelwellenwinkel ist, bei dem der Zylinder sich in seinem oberen Zündtotpunkt befindet. Diese Winkeldifferenz kann beispielsweise in einem Bereich von 5° bis 20° Kurbelwellenwinkel liegen, wobei der Zündwinkel gleich oder größer als der Umkehrwinkel des finalen Umkehrschritts sein muss.For example, the ignition can take place when the crankshaft has reached or exceeded a predetermined crankshaft angle (ignition angle) when rotating in the preferred direction after the final reversal step, which is greater by a predetermined angular difference than the crankshaft angle at which the cylinder is in its top ignition dead center . This angle difference can, for example, be in a range from 5 ° to 20 ° crankshaft angle, the ignition angle having to be equal to or greater than the reversal angle of the final reversal step.

Durch die durch die Zündung ausgelöste Verbrennung wird die Bewegung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung und somit eine Vorwärtsbewegung des Kolbens des mindestens einen Zylinders (in Richtung des unteren Totpunkts) unterstützt und beschleunigt. Der durch die Verbrennung erzeugte Druck im Verbrennungsraum des Zylinders beschleunigt den Kolben derart, dass der untere Totpunkt des Zylinders überschritten werden kann und die Verbrennungskraftmaschine gestartet ist. Nachfolgende weitere Zündungen und Verbrennungen können die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, also die Drehzahl der Kurbelwelle, weiter erhöhen. Weiter kann eine zusätzliche Unterstützung durch die Anlasseinheit beim weiteren Hochlaufen der Verbrennungskraftmaschine erfolgen.The combustion triggered by the ignition supports and accelerates the movement of the crankshaft in the preferred direction and thus a forward movement of the piston of the at least one cylinder (in the direction of bottom dead center). The pressure generated by the combustion in the combustion chamber of the cylinder accelerates the piston in such a way that the cylinder's bottom dead center can be exceeded and the internal combustion engine is started. Subsequent further ignitions and combustions can further increase the speed of the internal combustion engine, that is to say the speed of the crankshaft. Furthermore, additional support can be provided by the starting unit when the internal combustion engine continues to run up.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass während des Anlassvorgangs kein oberer Totpunkt und kein unterer Totpunkt eines Zylinders überwunden werden muss. Hierdurch kann ein maximal notwendiges Anlassmoment einer Anlasseinheit weiter reduziert werden, wodurch sich folglich in vorteilhafter Weise Kosteneinsparungen, ein reduzierter Bauraum sowie ein reduzierter Energiebedarf während des Anlassvorgangs ergeben.The proposed method makes it possible in an advantageous manner that no top dead center and no bottom dead center of a cylinder have to be overcome during the starting process. As a result, a maximum necessary starting torque of a starting unit can be further reduced, which consequently advantageously results in cost savings, a reduced installation space and a reduced energy requirement during the starting process.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise ebenfalls, dass zum Anlassen ein durch die Drehung entgegen der Vorzugsrichtung vor dem finalen Umkehrschritt erzeugtes Kompressionsmoment sowie das durch die Verbrennung erzeugte Moment kombiniert werden, wenn zu einem Zeitpunkt, in dem die Zündung erfolgt, im Verbrennungsraum des Zylinders ein höherer Druck als ein Umgebungsdruck herrscht. Bei einem langsamen (quasi stationären) Anfahren einer Kurbelwellen-Startposition mittels des Anlassers beginnt der Anlassvorgang aufgrund des so genannten Blow-By-Effekts (Entweichen eines Drucks entlang der Kolbenringe) bei Druckverhältnissen, die dem Umgebungsdruck entsprechen. Hierdurch ist ein höheres Anlassmoment erforderlich.The method according to the invention advantageously also enables a compression torque generated by the rotation against the preferred direction before the final reversal step and the torque generated by the combustion to be combined for starting, if at a point in time when the ignition takes place in the combustion chamber of the cylinder the pressure is higher than ambient pressure. With a slow (quasi-stationary) approach to a crankshaft starting position by means of the starter, the starting process begins due to the so-called blow-by effect (pressure escape along the piston rings) at pressure ratios that correspond to the ambient pressure. This means that a higher starting torque is required.

Weiter sind in vorteilhafter Weise leistungstechnische Anforderungen an elektrische Energiespeicher des Kraftfahrzeuges, die die Anlasseinheit mit elektrischer Energie versorgen, reduziert. Hierdurch können z.B. Batterien oder Akkumulatoren des Kraftfahrzeuges einen reduzierten Bauraumbedarf aufweisen.In addition, performance requirements for electrical energy storage devices of the motor vehicle, which supply the starting unit with electrical energy, are advantageously reduced. As a result, e.g. batteries or accumulators of the motor vehicle can have a reduced space requirement.

Erfindungsgemäß beginnt eine Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders während des Andrehschritts. Alternativ, jedoch nicht erfindungsgemäß, kann eine Einspritzung im oder nach dem finalen Umkehrschritt erfolgen. Hierbei kann die Einspritzung, die eine vorbestimmte Einspritzzeitdauer aufweisen kann, während des Andrehschritts beginnen. Alternativ kann die Einspritzung während oder nach dem finalen Umkehrschritt erfolgen. Zu beachten ist hierbei, dass bei einer als Ottomotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine die Einspritzung und Zündung zeitlich getrennt erfolgt, während bei einer als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine die Einspritzung und Zündung quasi gleichzeitig erfolgt.According to the invention, fuel begins to be injected into the combustion chamber of the at least one cylinder during the cranking step. Alternatively, but not according to the invention, an injection can take place in or after the final reversal step. In this case, the injection, which can have a predetermined injection duration, can begin during the cranking step. Alternatively, the injection can take place during or after the final reversal step. It should be noted here that in an internal combustion engine designed as a gasoline engine, the injection and ignition take place at separate times, while in an internal combustion engine designed as a diesel engine, the injection and ignition take place quasi simultaneously.

Erfolgt die Einspritzung während des Andrehschritts, so wird das durch die Einspritzung entstehende Kraftstoff-Luft-Gemisch bis zum finalen Umkehrschritt durch die Bewegung entgegen der Vorzugsrichtung im Verbrennungsraum komprimiert, wodurch sich in vorteilhafter Weise eine gute Gemischbildung ergibt. Erfolgt die Einspritzung bei Unterdruck, wie nachfolgend näher erläutert, so erfolgt in vorteilhafter Weise eine verbesserte Verdampfung des Kraftstoffes, was eine Verbrennung mit weniger Rohemissionen bei Kohlenwasserstoffen und Ruß bewirkt.If the injection takes place during the cranking step, the fuel-air mixture created by the injection is reversed by the movement against the Preferred direction compressed in the combustion chamber, which results in a good mixture formation in an advantageous manner. If the injection takes place at negative pressure, as explained in more detail below, an improved evaporation of the fuel takes place in an advantageous manner, which brings about a combustion with fewer raw emissions in the case of hydrocarbons and soot.

Entsprechend einer Auslösebedingung für die Drehrichtungsumkehr und die Zündung ist es möglich, dass die Einspritzung bei Erreichen, Unterschreiten oder Überschreiten eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkels (Einspritzwinkel) erfolgt, der um eine vorbestimmte Winkeldifferenz größer als der Kurbelwellenwinkel ist, bei dem der Zylinder sich in seinem oberen Zündtotpunkt befindet.According to a trigger condition for the reversal of the direction of rotation and the ignition, it is possible for the injection to take place when a predetermined crankshaft angle (injection angle) is reached, undershot or exceeded, which is a predetermined angle difference greater than the crankshaft angle at which the cylinder is in its top ignition dead center is located.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt vor dem Andrehschritt des vorhergehend beschriebenen Verfahrens ein Anschwingen der Kurbelwelle. Das Anschwingen der Kurbelwelle ist in der DE 10 2009 033 544 A1 beschrieben und bezeichnet eine Modulation des Anlassmoments derart, dass ein dynamisches Eigenverhalten eines mechanischen Systems, bestehend aus mindestens der Verbrennungskraftmaschine inklusive der Kurbelwelle und der Anlasseinheit hinsichtlich der Drehbewegung der Kurbelwelle gezielt genutzt und somit die Wirkung der Anlasseinheit verstärkt wird. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, ein maximal erforderliches Drehmoment der Anlasseinheit weiter zu reduzieren, durch eine Modulation des Anlassmoments erreicht werden kann, dass die Kurbelwelle während des Anlassvorgangs den Umkehrwinkel erreicht oder unterschreitet.In a further embodiment, the crankshaft starts to oscillate before the cranking step of the method described above. The oscillation of the crankshaft is in the DE 10 2009 033 544 A1 describes and denotes a modulation of the starting torque in such a way that a dynamic intrinsic behavior of a mechanical system consisting of at least the internal combustion engine including the crankshaft and the starting unit is used in a targeted manner with regard to the rotational movement of the crankshaft and thus the effect of the starting unit is increased. This makes it possible in an advantageous manner to further reduce a maximum required torque of the starting unit, by modulating the starting torque it can be achieved that the crankshaft reaches or falls below the reversal angle during the starting process.

Bei der Modulation des Anlassmoments oder durch die Modulation des Anlassmoments kann eine mehrfache Drehrichtungsumkehr der Drehrichtung der Kurbelwelle vor dem finalen Umkehrschritt erfolgen. Hierbei kann sich der Zylinder während des vorhergehend beschriebenen Anschwingens ausschließlich im Verbrennungstakt befinden, also seinen oberen Zündtotpunkt und den entsprechenden unteren Totpunkt nicht über- bzw. unterschreiten. Ein Über- oder Unterschreiten eines Totpunkts ist jedoch nicht zwingend ausgeschlossen.When modulating the starting torque or modulating the starting torque, the direction of rotation of the crankshaft can be reversed several times before the final reversal step. In this case, the cylinder can only be in the combustion cycle during the above-described oscillation, that is, it cannot exceed or fall below its top ignition dead center and the corresponding bottom dead center. However, exceeding or falling below a dead center is not necessarily excluded.

Weiter können die Kurbelwellenwinkel, bei denen während des Anschwingens jeweils eine Drehrichtungsumkehr von einer Bewegung in Vorzugsrichtung in eine Bewegung entgegen der Vorzugsrichtung erfolgt, während des Anschwingens ansteigen. Entsprechend können Kurbelwellenwinkel, bei denen jeweils eine Drehrichtungsumkehr von einer Drehrichtung entgegen der Vorzugsrichtung in eine Drehrichtung in Vorzugsrichtung erfolgt, während des Anschwingvorgangs abnehmen.Furthermore, the crankshaft angles at which a direction of rotation is reversed from a movement in the preferred direction to a movement opposite to the preferred direction during the initial oscillation can increase during the initial oscillation. Correspondingly, crankshaft angles at which a direction of rotation is reversed from a direction of rotation opposite to the preferred direction into a direction of rotation in the preferred direction can decrease during the initial oscillation process.

Erfindungsgemäß alternativ beginnt eine Einspritzung in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders während des Anschwingens vor dem finalen Umkehrschritt und während einer Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung, wenn ein vorbestimmter Unterdruck in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders erreicht oder unterschritten wird. Die Einspritzung kann beispielsweise bei einer Bewegung des Kolbens des mindestens einen Zylinders in Richtung des unteren Totpunkts (Vorwärtsbewegung) erfolgen. Die Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders bei Unterdruck ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gute Gemischbildung, da Kraftstoff bei niedrigerem Druck besser verdampft als bei höherem Druck. Infolge dessen führt die bessere Gemischbildung bei Verbrennung zu niedrigeren Schadstoffemissionen und zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch.Alternatively, according to the invention, an injection into the combustion chamber of the at least one cylinder begins during the oscillation before the final reversal step and during a rotation of the crankshaft in the preferred direction when a predetermined negative pressure is reached or fallen below in the combustion chamber of the at least one cylinder. The injection can take place, for example, when the piston of the at least one cylinder moves in the direction of bottom dead center (forward movement). The injection of fuel into the combustion chamber of the at least one cylinder at negative pressure advantageously enables good mixture formation, since fuel evaporates better at lower pressure than at higher pressure. As a result, the better mixture formation during combustion leads to lower pollutant emissions and lower fuel consumption.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Unterdruck in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders aufgebaut, in dem vor der Einspritzung während der Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung alle Ventile, die einen Fluidaustausch zwischen dem Verbrennungsraum und einer Umgebung ermöglichen, geschlossen sind. Der Verbrennungsraum ist somit während der Drehung in Vorzugsrichtung fluiddicht abgeschlossen. So können z.B. alle Einlassventile, welche einen Lufteinlass in den Verbrennungsraum des Zylinders steuern, und alle Auslassventile, welche einen Abgasauslass aus dem Verbrennungsraum des Zylinders steuern, geschlossen sein. Hierbei wird der Kraftstoff dann direkt in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders eingespritzt (Direkteinspritzung).In a preferred embodiment, a negative pressure is built up in the combustion chamber of the at least one cylinder, in which, before the injection, while the crankshaft rotates in the preferred direction, all valves that enable fluid exchange between the combustion chamber and an environment are closed. The combustion chamber is thus sealed off in a fluid-tight manner during the rotation in the preferred direction. For example, all inlet valves that control an air inlet into the combustion chamber of the cylinder and all exhaust valves that control an exhaust gas outlet from the combustion chamber of the cylinder can be closed. The fuel is then injected directly into the combustion chamber of the at least one cylinder (direct injection).

Beispielsweise kann der Anlassvorgang bei einem vorbestimmten Startwinkel der Kurbelwelle begonnen werden, wobei im Verbrennungsraum ein Startdruck, der beispielsweise einem Umgebungsdruck entspricht, herrscht. Wird, ausgehend von dem Startwinkel, die Kurbelwelle in Vorzugsrichtung gedreht, so bewegt sich der Kolben des mindestens einen Zylinders derart, dass sich das Volumen des Verbrennungsraums vergrößert. Sind alle Einlass- und Auslassventile geschlossen, so wird im Verbrennungsraum ein Unterdruck erzeugt. Eine Einspritzung erfolgt in vorteilhafter Weise, wenn die Kurbelwelle einen Kurbelwellenwinkel erreicht oder überschreitet, der um eine vorbestimmte Winkeldifferenz größer als der vorhergehend beschriebenen Startwinkel ist.For example, the starting process can be started at a predetermined starting angle of the crankshaft, with a starting pressure which, for example, corresponds to an ambient pressure, prevailing in the combustion chamber. If, based on the starting angle, the crankshaft is rotated in the preferred direction, the piston of the at least one cylinder moves in such a way that the volume of the combustion chamber increases. If all inlet and outlet valves are closed, a negative pressure is generated in the combustion chamber. Injection takes place in an advantageous manner when the crankshaft reaches or exceeds a crankshaft angle which is greater than the previously described starting angle by a predetermined angle difference.

Möglich ist auch, dass, ausgehend vom Startwinkel der Kurbelwelle, eine Drehung der Kurbelwelle entgegen der Vorzugsrichtung erfolgt. Hierbei wird das Volumen des Verbrennungsraums des sich im Verbrennungstakt befindlichen Zylinders verringert. Erfolgt dann vor Erreichen des oberen Zündtotpunkts eine Drehrichtungsumkehr in die Vorzugsrichtung der Kurbelwelle, so wird ein Unterdruck in dem Verbrennungsraum erzeugt, wenn ein aktueller Kurbelwellenwinkel während dieser Drehung in Vorzugsrichtung den Startwinkel überschreitet, falls die Einlass- und Auslassventile ab dem Beginn des Anlassvorgangs vom Startwinkel an geschlossen sind.It is also possible, based on the starting angle of the crankshaft, for the crankshaft to rotate counter to the preferred direction. Here, the volume of the combustion chamber of the cylinder in the combustion cycle is reduced. Then takes place before the ignition top dead center is reached If the direction of rotation is reversed in the preferred direction of the crankshaft, a negative pressure is generated in the combustion chamber if a current crankshaft angle exceeds the starting angle during this rotation in the preferred direction, if the inlet and outlet valves are closed from the start of the starting process from the starting angle.

Auch ist vorstellbar, die Einlass- und Auslassventile während einer Drehung der Kurbelwelle entgegen der Vorzugsrichtung bei Erreichen eines vorbestimmten Schließwinkels der Kurbelwelle zu schließen, wobei diese nachfolgend geschlossen bleiben. Überschreitet der Kurbelwellenwinkel während einer nach dem Schließen und nach einer Drehrichtungsumkehr erfolgenden Drehbewegung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung diesen Schließwinkel, so wird ein Unterdruck im Verbrennungsraum erzeugt.It is also conceivable to close the inlet and outlet valves during a rotation of the crankshaft counter to the preferred direction when a predetermined closing angle of the crankshaft is reached, these subsequently remaining closed. If the crankshaft angle exceeds this closing angle during a rotational movement of the crankshaft in the preferred direction following the closing and after a reversal of the direction of rotation, a negative pressure is generated in the combustion chamber.

Eine Einspritzung kann erfolgen, wenn ein vorbestimmter Unterdruck unterschritten wird, beispielsweise wenn die Kurbelwelle einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel (Einspritzwinkel) erreicht oder überschreitet, der um eine vorbestimmte Winkeldifferenz, die beispielsweise in einem Bereich von 5° bis 20° Kurbelwellenwinkel liegt, größer als der Startwinkel oder der Schließwinkel ist.Injection can take place when the pressure falls below a predetermined level, for example when the crankshaft reaches or exceeds a predetermined crankshaft angle (injection angle) that is greater than the starting angle by a predetermined angle difference, which is, for example, in a range from 5 ° to 20 ° crankshaft angle or is the dwell angle.

In einer weiteren Ausführungsform wird nach der Einspritzung während der Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung mindestens ein Auslassventil des mindestens einen Zylinders geöffnet. Das mindestens eine Auslassventil kann hierbei für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet werden. Auch ist vorstellbar, dass das mindestens eine Auslassventil öffnet, wenn während der Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung ein vorbestimmter Kurbelwellenwinkel überschritten wird. In diesem Fall kann das mindestens eine Auslassventil schließen, wenn nach einer Drehrichtungsumkehr während der Drehung der Kurbelwelle entgegen der Vorzugsrichtung dieser vorbestimmte Kurbelwellenwinkel unterschritten wird.In a further embodiment, after the injection, at least one outlet valve of the at least one cylinder is opened during the rotation of the crankshaft in the preferred direction. The at least one outlet valve can be opened for a predetermined period of time. It is also conceivable that the at least one outlet valve opens when a predetermined crankshaft angle is exceeded during the rotation of the crankshaft in the preferred direction. In this case, the at least one outlet valve can close if, after a direction of rotation reversal during the rotation of the crankshaft against the preferred direction, this predetermined crankshaft angle is undershot.

Sobald das mindestens eine Auslassventil geöffnet ist, kann Luft aus einer Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine in den mindestens einen Zylinder einströmen. Die Menge der einströmenden Luft kann über die Länge der vorbestimmten Zeitdauer oder den Wert des vorhergehend erwähnten vorbestimmten Kurbelwellenwinkels gesteuert werden. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein gewünschtes Kraftstoff-Luft-Gemisch erzeugt werden, welches bei einer anschließenden Rückwärtsbewegung, also einer Drehung der Kurbelwelle entgegen der Vorzugsrichtung, komprimiert wird. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch kann dann in oder nach einem finalen Umkehrschritt gezündet werden.As soon as the at least one outlet valve is open, air can flow into the at least one cylinder from an exhaust system of the internal combustion engine. The amount of inflowing air can be controlled via the length of the predetermined period of time or the value of the aforementioned predetermined crankshaft angle. In this way, a desired fuel-air mixture can be generated in an advantageous manner, which is compressed during a subsequent backward movement, that is to say when the crankshaft rotates counter to the preferred direction. This fuel-air mixture can then be ignited in or after a final reversal step.

Das mindestens eine Auslassventil kann beispielsweise dann geöffnet werden, wenn die Kurbelwelle einen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel (Öffnungswinkel) erreicht oder überschreitet, der um eine vorbestimmte Winkeldifferenz, die beispielsweise in einem Bereich von 5° bis 30° Kurbelwellenwinkel liegt, größer als der Einspritzwinkel ist.The at least one exhaust valve can be opened, for example, when the crankshaft reaches or exceeds a predetermined crankshaft angle (opening angle) which is greater than the injection angle by a predetermined angle difference, which is, for example, in a range from 5 ° to 30 ° crankshaft angle.

Das Auslassventil kann hierbei noch vor Erreichen des unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders geöffnet werden. In diesem Fall ist der Öffnungswinkel kleiner als Kurbelwellenwinkel, bei dem der Zylinder sich in seinem unteren Zündtotpunkt befindet.The outlet valve can be opened before the bottom dead center of the at least one cylinder is reached. In this case, the opening angle is smaller than the crankshaft angle at which the cylinder is in its bottom dead center.

Die Öffnung des mindestens einen Auslassventils kann hierbei z.B. durch eine Einrichtung zur Verstellung einer Nockenwellenposition oder eines Nockenwellenwinkels, beispielsweise einer Auslass-Nockenwelle, gesteuert werden. Diese Einrichtung zur Verstellung der Auslass-Nockenwelle kann z.B. ein elektrischer Aktor sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass durch Öffnung mindestens eines Auslassventils eine für die nachfolgende Verbrennung optimale Frischluftmenge eingestellt werden kann. Diese wiederum bedingt in vorteilhafter Weise eine niedrigere Schadstoffemission und einen niedrigeren Kraftstoffverbrauch.The opening of the at least one exhaust valve can be controlled, for example, by a device for adjusting a camshaft position or a camshaft angle, for example an exhaust camshaft. This device for adjusting the exhaust camshaft can, for example, be an electrical actuator. This advantageously results in the fact that an optimal amount of fresh air can be set for the subsequent combustion by opening at least one outlet valve. This in turn advantageously results in lower pollutant emissions and lower fuel consumption.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Andrehschritt oder das Anschwingen der Kurbelwelle von einem Startwinkel der Kurbelwelle ausgehend durchgeführt, wobei der Startwinkel um eine vorbestimmte Winkeldifferenz größer als ein Kurbelwellenwinkel ist, bei dem sich der mindestens eine Zylinder im Verbrennungstakt in seinem oberen Zündtotpunkt befindet, wobei die Winkeldifferenz in einem Bereich von 0° bis 90° Kurbelwellenwinkel liegt. In a further embodiment, the cranking step or the starting of the crankshaft is carried out starting from a starting angle of the crankshaft, the starting angle being a predetermined angle difference greater than a crankshaft angle at which the at least one cylinder is in its top ignition dead center in the combustion cycle Angular difference lies in a range from 0 ° to 90 ° crankshaft angle.

Vorzugsweise liegt der Startwinkel nahe bei dem Kurbelwellenwinkel, bei dem der mindestens eine Zylinder im Verbrennungstakt sich in seinem oberen Zündtotpunkt befindet. Die Winkeldifferenz liegt also vorzugsweise im Bereich von 0° bis 10° Kurbelwellenwinkel.The starting angle is preferably close to the crankshaft angle at which the at least one cylinder is in its top ignition dead center in the combustion stroke. The angle difference is therefore preferably in the range from 0 ° to 10 ° crankshaft angle.

Ein Nockenwellenwinkel der Einlassnockenwelle beim Start des Anlassvorgangs ist hierbei beliebig. Ein Betrag des Startwinkels der Auslassnockenwelle kann beispielsweise bei 20° Kurbelwellenwinkel liegen.A camshaft angle of the intake camshaft at the start of the starting process is arbitrary here. An amount of the starting angle of the exhaust camshaft can be, for example, 20 ° crankshaft angle.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Kraftstoffmenge und/oder ein Einspritzzeitpunkt und/oder eine Temperatur des sich in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches und/oder ein Druck im Verbrennungsraumes des mindestens einen Zylinders derart geregelt oder gesteuert, dass eine Selbstzündung des sich in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches nach dem finalen Umkehrschritt oder bei Erreichen des finalen Umkehrschritts und vor Erreichen des unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders erfolgt.In a further embodiment, a fuel quantity and / or an injection time and / or a temperature of the in the combustion chamber of the at least one cylinder located fuel-air mixture and / or a pressure in the combustion chamber of the at least one cylinder regulated or controlled in such a way that a self-ignition of the fuel-air mixture located in the combustion chamber of the at least one cylinder after the final reversal step or when reached of the final reversal step and takes place before the bottom dead center of the at least one cylinder is reached.

Beispielsweise kann eine Steuereinrichtung entsprechende Einrichtungen zur Steuerung oder Einstellung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, Einrichtungen zur Steuerung des Einspritzvorgangs, Einrichtungen zur Steuerung oder Einstellung einer Temperatur des sich in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches und/oder Einrichtungen zur Steuerung oder Einstellung eines Druckes im Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders regeln oder steuern.For example, a control device can have corresponding devices for controlling or adjusting the amount of fuel to be injected, devices for controlling the injection process, devices for controlling or adjusting a temperature of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the at least one cylinder and / or devices for controlling or adjusting regulate or control a pressure in the combustion chamber of the at least one cylinder.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das vorhergehend beschriebene Verfahren zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine auch auf als Dieselmotoren ausgebildete Verbrennungskraftmaschinen anwendbar ist. Hierbei wird berücksichtigt, dass eine Selbstzündung beim Dieselmotor durch ein Zusammenspiel aus einem Zeitpunkt und einer Einspritzung, einer eingespritzten Kraftstoffmenge und einer Temperatur und eines Druckes des sich im Verbrennungsraum befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt. Hierbei müssen diese Parameter derart gesteuert werden, dass eine Selbstzündung noch vor Erreichen des unteren Totpunkts sicher erfolgt. Um eine Selbstzündung z.B. auch bei einem so genannten Kaltstart sicherstellen zu können, kann beispielsweise über Glühkerzen zusätzliche Wärmeenergie in den Verbrennungsraum eingebracht werden.This advantageously results in the previously described method for starting an internal combustion engine also being applicable to internal combustion engines designed as diesel engines. It is taken into account here that compression ignition in the diesel engine takes place through an interaction of a point in time and an injection, an injected fuel quantity and a temperature and pressure of the fuel-air mixture in the combustion chamber. In this case, these parameters must be controlled in such a way that self-ignition takes place safely before the bottom dead center is reached. In order to be able to ensure self-ignition, e.g. also during a so-called cold start, additional thermal energy can be introduced into the combustion chamber via glow plugs, for example.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Temperatur des sich in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches mittels mindestens einer Glühkerze geregelt oder gesteuert. Beispielsweise kann sich der Kolben des mindestens einen Zylinders zu Beginn des Anlassvorgangs nahe am unteren Totpunkt befinden, wobei im Verbrennungsraum des Zylinders eine Fluidmasse mit einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck eingeschlossen ist. Durch Aktivieren mindestens einer Glühkerze kann eine Temperatur des Fluids und damit auch der Druck des Fluids im Verbrennungsraum erhöht werden. Dieses kann insbesondere bei einem so genannten Kaltstart erfolgen. In einem Andrehschritt wird, während die mindestens eine Glühkerze weiter aktiviert ist und das sich im Verbrennungsraum befindliche Fluid erwärmt, in Abhängigkeit von einer Außentemperatur bis zu einem vorbestimmten Kurbelwellenwinkel, der größer als der zu dem oberen Zündtotpunkt korrespondierende Kurbelwellenwinkel ist, gedreht, wobei dann eine in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen zu bestimmende Kraftstoffmenge eingespritzt wird.In a further embodiment, a temperature of the fuel-air mixture located in the combustion chamber of the at least one cylinder is regulated or controlled by means of at least one glow plug. For example, the piston of the at least one cylinder can be located close to bottom dead center at the beginning of the starting process, with a fluid mass having a given temperature and a given pressure being enclosed in the combustion chamber of the cylinder. By activating at least one glow plug, a temperature of the fluid and thus also the pressure of the fluid in the combustion chamber can be increased. This can take place in particular with a so-called cold start. In a cranking step, while the at least one glow plug is still activated and the fluid located in the combustion chamber is heated, depending on an outside temperature up to a predetermined crankshaft angle, which is greater than the crankshaft angle corresponding to the top dead center, rotated Depending on the ambient conditions, the amount of fuel to be determined is injected.

Hierbei ist sicherzustellen, dass ein vorbestimmter Einspritzdruck (Rail-Druck) vorhanden ist. Dieser kann beispielsweise durch ein Anschwingen erzeugt werden, wobei die Gegebenheit ausgenutzt wird, dass eine Pumpe zum Erzeugen des Einspritzdruckes mit einer Nockenwelle und somit indirekt auch mit der Kurbelwelle mechanisch gekoppelt ist. Eine Bewegung bzw. Drehung der Kurbelwelle bewirkt hierbei einen Druckaufbau. Die Einspritzung kann hierbei beispielsweise gleichzeitig zum oder kurz nach dem finalen Umkehrschritt erfolgen. Nach der Einspritzung erfolgt aufgrund der vorhergehend eingestellten weiteren Parameter (Druck, Temperatur) eine Selbstzündung des sich nun im Verbrennungsraum befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf als Dieselmotoren ausgebildete Verbrenn ungskraftm aschi nen.It must be ensured here that a predetermined injection pressure (rail pressure) is available. This can be generated, for example, by an oscillation, using the fact that a pump for generating the injection pressure is mechanically coupled to a camshaft and thus indirectly also to the crankshaft. A movement or rotation of the crankshaft causes a pressure build-up. The injection can take place, for example, at the same time as or shortly after the final reversal step. After the injection, based on the other parameters set previously (pressure, temperature), the fuel-air mixture now in the combustion chamber is auto-ignited. This advantageously results in a simple application of the method according to the invention to internal combustion engines designed as diesel engines.

Auch bei einer 3-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine, die in einem 4-Takt Verfahren arbeitet, ist das vorgeschlagene Verfahren anwendbar. Lediglich der Anschwingbereich, also der Bereich, in welchem sich der mindestens eine Zylinder im Verbrennungstakt befindet, vergrößert sich von 180°Kurbelwellenwinkel auf 240° Kurbelwellenwinkel, entsprechend auch z.B. die Umkehrwinkel, Zündwinkel, Einspritzwinkel.The proposed method can also be used in a 3-cylinder internal combustion engine that operates in a 4-stroke process. Only the start-up area, i.e. the area in which the at least one cylinder is located in the combustion cycle, increases from 180 ° crankshaft angle to 240 ° crankshaft angle, accordingly also e.g. the reversal angle, ignition angle, injection angle.

Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Verbrennungskraftmaschine, mindestens eine Kurbelwelle, mindestens eine Anlasseinheit und mindestens eine Steuereinrichtung. Mittels der Verbrennungskraftmaschine ist ein Antriebsmoment in einer Vorzugsrichtung der Verbrennungskraftmaschine auf die Kurbelwelle ausübbar. Mittels der Anlasseinheit ist in einem Anlassvorgang ein Anlassmoment auf die Kurbelwelle ausübbar, wobei mittels der Steuereinrichtung das Anlassmoment regelbar ist. Weiter ist mittels der Steuereinrichtung in dem Anlassvorgang das Anlassmoment zwischen einem positiven maximalen Anlassmoment und einem negativen minimalen Anlassmoment regelbar, wobei ein positives Anlassmoment in Richtung und ein negatives Anlassmoment entgegen der Vorzugsrichtung auf die Kurbelwelle wirkt.A device for starting an internal combustion engine of a motor vehicle is also proposed. The device comprises at least one internal combustion engine, at least one crankshaft, at least one starting unit and at least one control device. By means of the internal combustion engine, a drive torque can be exerted on the crankshaft in a preferred direction of the internal combustion engine. A starting torque can be exerted on the crankshaft in a starting process by means of the starting unit, the starting torque being controllable by means of the control device. In addition, the control device can be used to regulate the starting torque between a positive maximum starting torque and a negative minimum starting torque in the starting process, with a positive starting torque acting in the direction of and a negative starting torque acting against the preferred direction on the crankshaft.

Erfindungsgemäß ist mittels der Steuereinrichtung der Anlassvorgang derart durchführbar, dass sich mindestens ein Zylinder der Verbrennungskraftmaschine in einem Verbrennungstakt befindet. Weiter ist der Anlassvorgang derart durchführbar, dass in einem Andrehschritt eine Drehung der Kurbelwelle durch die Anlasseinheit entgegen der Vorzugsrichtung erfolgt. Hierbei wird ein Kolben des mindestens einen Zylinders, der sich in dem Verbrennungstakt befindet, in Richtung eines oberen Zündtotpunkts des Zylinders bewegt. Weiter ist der Anlassvorgang derart durchführbar, das in einem finalen Umkehrschritt eine Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung vor Erreichen des oberen Zündtotpunkts erfolgt. Hierbei wird der Kolben des mindestens einen Zylinders in Richtung eines unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders bewegt. Weiter ist der Anlassvorgang derart durchführbar, dass eine Zündung eines sich in einem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches vor Erreichen des unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders erfolgt. Mittels der vorgeschlagenen Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise eines der vorhergehend beschriebenen Verfahren durchführbar.According to the invention, the starting process can be carried out by means of the control device in such a way that at least one cylinder of the internal combustion engine is in a combustion cycle. Furthermore, the starting process can be carried out in such a way that, in a cranking step, the crankshaft is rotated against the starting unit Preferred direction takes place. Here, a piston of the at least one cylinder, which is in the combustion stroke, is moved in the direction of an ignition top dead center of the cylinder. Furthermore, the starting process can be carried out in such a way that, in a final reversal step, the direction of rotation of the crankshaft is reversed in the preferred direction before the ignition top dead center is reached. Here, the piston of the at least one cylinder is moved in the direction of a bottom dead center of the at least one cylinder. Furthermore, the starting process can be carried out in such a way that an ignition of a fuel-air mixture located in a combustion chamber of the at least one cylinder of the internal combustion engine takes place before the bottom dead center of the at least one cylinder is reached. One of the methods described above can advantageously be carried out by means of the proposed device.

Weiter kann die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erfassung eines Kurbelwellenwinkels, beispielsweise einen Kurbelwellenwinkelsensor, umfassen. Weiter kann die Vorrichtung Einrichtungen zur Erfassung eines Nockenwellenwinkels, beispielsweise einer Einlassnockenwelle und/oder einer Auslassnockenwelle, umfassen. Weiter kann die Vorrichtung eine Einrichtung zur Verstellung eines Nockenwellenwinkels, beispielsweise eine Einrichtung zur Verstellung einer Einlassnockenwelle und/oder eine Einrichtung zur Verstellung einer Auslassnockenwelle, umfassen. Auch kann die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erfassung oder Bestimmung eines Druckes in einem Verbrennungsraum eines Zylinders umfassen.The device can furthermore comprise a device for detecting a crankshaft angle, for example a crankshaft angle sensor. Furthermore, the device can comprise devices for detecting a camshaft angle, for example an intake camshaft and / or an exhaust camshaft. Furthermore, the device can comprise a device for adjusting a camshaft angle, for example a device for adjusting an inlet camshaft and / or a device for adjusting an exhaust camshaft. The device can also comprise a device for detecting or determining a pressure in a combustion chamber of a cylinder.

Die Erfindung wird anhand von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Fig. zeigen:

1 einen schematischen Verlauf eines bekannten Verfahrens zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine aus dem Stand der Technik,
2 einen schematischen Verlauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Andrehschritt,
3 einen schematischen Verlauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Anschwingvorgang und
4 einen schematischen Verlauf eines erfindungsgemäßes Verfahrens mit einer Einspritzung bei Unterdruck.

The invention is explained in more detail using three exemplary embodiments. The figures show:

1 a schematic course of a known method for starting an internal combustion engine from the prior art,
2 a schematic course of a method according to the invention with a turning step,
3 a schematic course of a method according to the invention with an oscillation process and
4th a schematic course of a method according to the invention with an injection at negative pressure.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Eigenschaften.In the following, the same reference symbols designate elements with the same or similar technical properties.

In 1 ist ein aus der DE 10 2009 033 544 A1 bekanntes Verfahren zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine schematisch dargestellt. Hierbei bezeichnet die durchgezogene Linie einen Verlauf 1 eines Kurbelwellenwinkels KW über einer Zeit t. Auf der linken Seite der Abbildung ist ein Wert des Kurbelwellenwinkels KW dargestellt, wobei ein Kurbelwellenwinkel KW von 0° einem oberen Zündtotpunkt ZOT eines ersten Zylinders Z1 der Verbrennungskraftmaschine entspricht, die vier Zylinder Z1, Z2, Z3, Z4 aufweist. Dargestellt ist weiter, dass ein Kurbelwellenwinkel KW von 360°, der aufgrund einer Periodizität von 720° des Kurbelwellenwinkelverlaufs einem Kurbelwellenwinkel KW von -360° entspricht, einem oberen Auslasstotpunkt LOT entspricht. Zwischen dem oberen Zündtotpunkt ZOT und dem oberen Auslasstotpunkt LOT befindet sich bei ansteigendem Kurbelwellenwinkel KW bei einem Kurbelwellenwinkel KW von 180° ein erster unterer Totpunkt UT1. In Richtung abnehmender Kurbelwellenwinkel KW liegt zwischen dem oberen Zündtotpunkt ZOT und dem oberen Auslasstotpunkt LOT bei -180° Kurbelwellenwinkel KW ein zweiter unterer Totpunkt UT2.In 1 is one of the DE 10 2009 033 544 A1 known method for starting an internal combustion engine shown schematically. Here, the solid line denotes a course 1 a crankshaft angle KW over a time t. On the left side of the figure is a value of the crankshaft angle KW shown, where a crankshaft angle KW from 0 ° to an ignition top dead center ZOT of a first cylinder Z1 corresponds to the internal combustion engine, the four cylinders Z1 , Z2 , Z3 , Z4 having. It is also shown that a crankshaft angle KW of 360 °, which is a crankshaft angle due to a periodicity of 720 ° of the crankshaft angle profile KW of -360 ° corresponds to an upper outlet dead center LOT corresponds to. Between the top dead center ZOT and the outlet top dead center LOT is located when the crankshaft angle increases KW at a crankshaft angle KW of 180 ° a first bottom dead center UT1 . In the direction of decreasing crankshaft angle KW lies between the top dead center ZOT and the outlet top dead center LOT at -180 ° crankshaft angle KW a second bottom dead center UT2 .

Weiter sind für den ersten Zylinder Z1 ein Öffnungsintervall 2 von Auslassventilen des ersten Zylinders Z1 und ein Öffnungsintervall 3 von Einlassventilen des ersten Zylinders Z1 dargestellt. Entsprechend sind diese Öffnungsintervalle 2, 3 auch für den zweiten Zylinder Z2, den dritten Zylinder Z3 und den vierten Zylinder Z4 dargestellt. Hierbei ist zu beachten, dass ein Betrag eines Phasenversatz zwischen einer Abfolge der oberen Totpunkte ZOT, LOT und der unteren Totpunkte UT1, UT2 des zweiten und dritten Zylinders Z2, Z3 bezogen auf die entsprechende Abfolge des ersten Zylinders Z1 jeweils 180° Kurbelwellenwinkel KW beträgt. Eine Abfolge der Totpunkte LOT, ZOT, UT1, UT2 des vierten Zylinders Z4 weist gegenüber dem entsprechenden Verlauf des ersten Zylinders Z1 einen Phasenversatz von 360° auf.Next are for the first cylinder Z1 an opening interval 2 from exhaust valves of the first cylinder Z1 and an opening interval 3 of inlet valves of the first cylinder Z1 shown. These opening intervals are corresponding 2 , 3 also for the second cylinder Z2 , the third cylinder Z3 and the fourth cylinder Z4 shown. It should be noted here that an amount of a phase offset between a sequence of the top dead centers ZOT , LOT and the bottom dead center UT1 , UT2 of the second and third cylinders Z2 , Z3 based on the corresponding sequence of the first cylinder Z1 each 180 ° crankshaft angle KW amounts to. A sequence of dead points LOT , ZOT , UT1 , UT2 of the fourth cylinder Z4 points towards the corresponding course of the first cylinder Z1 a phase offset of 360 °.

Ein Pfeil 4 symbolisiert hierbei eine Vorwärtsbewegung eines Kolbens des ersten Zylinders Z1. Diese Vorwärtsbewegung stellt sich ein, wenn die Kurbelwelle in Vorzugsrichtung gedreht wird. Entsprechend symbolisiert ein Pfeil 5 eine Rückwärtsbewegung des Kolbens des ersten Zylinders Z1, die sich einstellt, wenn die Kurbelwelle entgegen der Vorzugsrichtung gedreht wird.An arrow 4th symbolizes a forward movement of a piston of the first cylinder Z1 . This forward movement occurs when the crankshaft is rotated in the preferred direction. An arrow symbolizes accordingly 5 a backward movement of the piston of the first cylinder Z1 which occurs when the crankshaft is rotated against the preferred direction.

Weiter dargestellt ist ein Kurbelwellenwinkelbereich 6, in welchem z.B. ein Kurbelwellenwinkelsensor ein Kurbelwellenwinkelsignal KWS erfasst. Weiter dargestellt ist eine Synchronisationslücke 7, welche einen Kurbelwellenwinkelbereich darstellt, in dem kein Kurbelwellenwinkelsignal KWS erfassbar ist. Diese Synchronisationslücke 7 dient einer Synchronisierung oder Initialisierung des Kurbelwellenwinkelsignals KWS.A crankshaft angle range is also shown 6th , in which, for example, a crankshaft angle sensor sends a crankshaft angle signal KWS detected. A synchronization gap is also shown 7th , which represents a crankshaft angle range in which no crankshaft angle signal KWS is detectable. This synchronization gap 7th is used to synchronize or initialize the crankshaft angle signal KWS .

Weiter dargestellt sind Bereiche 8, in denen ein Nockenwellenwinkelsignal PS erfasst werden kann.Areas are also shown 8th , in which a camshaft angle signal PS can be captured.

Zu einem ersten Zeitpunkt t1, der einem Startzeitpunkt entspricht, beginnt der Anlassvorgang. Ein Anlassmotor übt ein positives maximales Anlassmoment M_EM auf die Kurbelwelle aus. Diese beginnt in Vorzugsrichtung zu drehen. Zu einem Synchronisationszeitpunkt SE ist eine Synchronisation bzw. Initialisierung des Kurbelwellenwinkelsignals KWS abgeschlossen, da die Synchronisationslücke 7 z.B. durch einen Kurbelwellensensor erfasst werden konnte.At a first point in time t1 , which corresponds to a start time, the starting process begins. A starter engine exerts a positive maximum starting torque M _EM on the crankshaft. This begins to rotate in the preferred direction. At a synchronization time SE is a synchronization or initialization of the crankshaft angle signal KWS completed because the synchronization gap 7th could be detected, for example, by a crankshaft sensor.

Nach einem zweiten Zeitpunkt t2 wird ein negatives minimales Anlassmoment M_EM durch den Anlassmotor auf die Kurbelwelle ausgeübt. Diese beginnt sich entgegen der Vorzugsrichtung zu drehen. Weitere Drehrichtungsumkehrungen erfolgen zu einem dritten Zeitpunkt t3, zu einem vierten Zeitpunkt t4, zu einem fünften Zeitpunkt t5 und zu einem sechsten Zeitpunkt t6. Hierbei ist eine Anzahl der Drehrichtungsumkehrungen unerheblich. Ein finaler Umkehrschritt und eine finale Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung erfolgt zu einem siebten Zeitpunkt t7. Hiernach wird wiederum ein positives maximales Anlassmoment M_EM durch den Anlassmotor auf die Kurbelwelle ausgeübt, sodass der obere Zündtotpunkt ZOT des ersten Zylinders Z1 überschritten wird. Beim Überschreiten des oberen Zündtotpunkts ZOT erfolgt eine Zündung 9 des sich in einem Verbrennungsraum des ersten Zylinders Z1 befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches, was durch einen Blitz dargestellt ist. Hierbei entspricht ein achter Zeitpunkt t8 einem Zündzeitpunkt Z. Weiter dargestellt ist, dass zwischen dem sechsten und dem siebten Zeitpunkt t6, t7 zu einem Einspritzzeitpunkt EB eine Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsraum des ersten Zylinders beginnt.After a second point in time t2 becomes a negative minimum starting torque M _EM exerted on the crankshaft by the starter engine. This begins to rotate against the preferred direction. Further reversals of the direction of rotation take place at a third point in time t3 , at a fourth point in time t4 , at a fifth point in time t5 and at a sixth point in time t6 . The number of reversals of the direction of rotation is irrelevant here. A final reversal step and a final reversal of the direction of rotation of the crankshaft in the preferred direction take place at a seventh point in time t7 . This is followed by a positive maximum starting torque M _EM exerted by the starter engine on the crankshaft, so that the top dead center ZOT of the first cylinder Z1 is exceeded. When the top dead center is exceeded ZOT ignition takes place 9 located in a combustion chamber of the first cylinder Z1 located fuel-air mixture, which is represented by a lightning bolt. An eighth point in time corresponds to this t8 an ignition timing Z . It is also shown that between the sixth and the seventh point in time t6 , t7 at an injection time EB an injection of fuel into the combustion chamber of the first cylinder begins.

Weiter ist in 1 ein Verlauf eines Druckes p_z1 in dem Verbrennungsraum des ersten Zylinders Z1 dargestellt. Hierbei bezeichnet p_umg einen Umgebungsdruck, der zu Beginn des Anlassvorgangs, also zum ersten Zeitpunkt t1, im Verbrennungsraum des ersten Zylinders Z1 vorherrscht.Next is in 1 a course of a pressure p _z1 in the combustion chamber of the first cylinder Z1 shown. Here referred to p _coll an ambient pressure at the beginning of the starting process, i.e. at the first point in time t1 , in the combustion chamber of the first cylinder Z1 prevails.

In 1 befindet sich der erste Zylinder Z1 zwischen dem oberen Zündtotpunkt ZOT und dem ersten unteren Totpunkt UT1 in einem Verbrennungstakt. Zwischen dem ersten unteren Totpunkt UT1 und dem oberen Auslasstotpunkt LOT befindet sich der erste Zylinder Z1 in einem Ausstoßtakt. Zwischen dem oberen Auslasstotpunkt LOT und dem zweiten unteren Totpunkt UT2 befindet sich der erste Zylinder Z1 in einem Ansaugtakt. Zwischen dem zweiten unteren Totpunkt UT2 und dem oberen Zündtotpunkt ZOT befindet sich der erste Zylinder Z1 in einem Kompressionstakt. Die Takte des zweiten und dritten Zylinders sind um ±180° Kurbelwellenwinkel KW gegenüber den Takten des ersten Zylinders Z1 phasenversetzt. Die Takte des vierten Zylinders Z4 sind um 360° Kurbelwellenwinkel gegenüber den Takten des ersten Zylinders Z1 phasenversetzt.In 1 is the first cylinder Z1 between the top dead center ZOT and the first bottom dead center UT1 in one combustion cycle. Between the first bottom dead center UT1 and the outlet top dead center LOT is the first cylinder Z1 in one exhaust stroke. Between the upper outlet dead center LOT and the second bottom dead center UT2 is the first cylinder Z1 in one intake stroke. Between the second bottom dead center UT2 and the top dead center ZOT is the first cylinder Z1 in one compression stroke. The cycles of the second and third cylinders are at a crankshaft angle of ± 180 ° KW compared to the cycles of the first cylinder Z1 out of phase. The cycles of the fourth cylinder Z4 are 360 ° crankshaft angle compared to the cycles of the first cylinder Z1 out of phase.

In 2 ist schematisch ein Verlauf 1 eines Kurbelwellenwinkels KW eines zweiten Zylinders Z2 in einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, der sich in einem Verbrennungstakt befindet. Zu Beginn eines Anlassvorgangs befindet sich die Kurbelwelle an einem Startwinkel von etwa -45° Kurbelwellenwinkel KW. Zu einem ersten Zeitpunkt t1 wird der Anlassvorgang gestartet. In einem Andrehschritt, der zeitlich von dem ersten Zeitpunkt t1 bis zu einem zweiten Zeitpunkt t2 dauert, erfolgt eine Drehung der Kurbelwelle durch einen Anlassmotor entgegen der Vorzugsrichtung. Der zweite Zylinder Z2 befindet sich während des gesamten Anlassvorgangs, also bis zu einem dritten Zeitpunkt t3, in einem Verbrennungstakt. Während des Andrehschritts erfolgt zu einem Synchronisationszeitpunkt SE eine Synchronisation bzw. eine Initialisierung des Kurbelwellenwinkelsignals KWS. Weiter beginnt zu einem Einspritzzeitpunkt EB eine Einspritzung von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2. Weiter ist dargestellt, dass ein Druck p_z2 in dem Verbrennungsraum des zweiten Zylinders während des Andrehschrittes von einem Umgebungsdruck p_umg aus ansteigt. Zu dem zweiten Zeitpunkt t2 erfolgt in einem Umkehrschritt eine Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung. Dieser finale Umkehrschritt erfolgt hierbei noch vor Erreichen eines oberen Zündtotpunkts des zweiten Zylinders Z2, wobei ein Kurbelwellenwinkel KW, bei dem der zweite Zylinder Z2 sich in seinem oberen Zündtotpunkt befindet, einem Kurbelwellenwinkel KW entspricht, bei dem der erste Zylinder Z1 sich an einem zweiten unteren Totpunkt UT2 befindet. Der finale Umkehrschritt kann beispielsweise erfolgen, wenn der Kurbelwellenwinkel KW einen Umkehrwinkel unterschreitet, der um eine vorbestimmte Winkeldifferenz größer als der Kurbelwellenwinkel KW ist, der dem oberen Zündtotpunkt des zweiten Zylinders Z2 entspricht. Dieser Kurbelwellenwinkel KW beträgt in 2 -180° Kurbelwellenwinkel KW. Die Winkeldifferenz kann hierbei in einem Bereich von 10° Kurbelwellenwinkel KW bis 20° Kurbelwellenwinkel KW liegen.In 2 is a schematic of a course 1 a crankshaft angle KW a second cylinder Z2 shown in a first embodiment of the method according to the invention, which is in a combustion cycle. At the beginning of a starting process, the crankshaft is at a starting angle of approximately -45 ° crankshaft angle KW . At a first point in time t1 the starting process is started. In a start-up step that starts from the first point in time t1 until a second point in time t2 lasts, a starter motor rotates the crankshaft against the preferred direction. The second cylinder Z2 is located during the entire starting process, i.e. up to a third point in time t3 , in one combustion cycle. During the cranking step takes place at a synchronization point in time SE a synchronization or an initialization of the crankshaft angle signal KWS . Next begins at an injection time EB an injection of fuel into a combustion chamber of the second cylinder Z2 . It is also shown that a pressure p _z2 in the combustion chamber of the second cylinder during the cranking step from an ambient pressure p _coll off increases. At the second point in time t2 the direction of rotation of the crankshaft is reversed in the preferred direction in a reversing step. This final reversal step takes place before the second cylinder reaches top dead center Z2 , where a crankshaft angle KW where the second cylinder Z2 is in its top dead center, a crankshaft angle KW corresponds to where the first cylinder Z1 at a second bottom dead center UT2 is located. The final reversal step can take place, for example, when the crankshaft angle KW falls below a reversal angle which is greater than the crankshaft angle by a predetermined angle difference KW is the top dead center of the second cylinder Z2 corresponds to. This crankshaft angle KW is in 2 -180 ° crankshaft angle KW . The angle difference can be in a range of 10 ° crankshaft angle KW up to 20 ° crankshaft angle KW lie.

Zu dem zweiten Zeitpunkt t2, also zum Zeitpunkt des finalen Umkehrschrittes, erfolgt auch eine Zündung 9 des sich in dem Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2 der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches. Hierbei entspricht der zweite Zeitpunkt t2 einem Zündzeitpunkt Z.At the second point in time t2 , i.e. at the time of the final reversal step, ignition also takes place 9 located in the combustion chamber of the second cylinder Z2 the internal combustion engine located fuel-air mixture. The second point in time corresponds to this t2 an ignition timing Z .

Alternativ ist es auch möglich, dass die Zündung 9 zeitlich nach dem finalen Umkehrschritt, also dem zweiten Zeitpunkt t2, erfolgt. Beispielsweise kann die Zündung 9 erfolgen, wenn der Kurbelwellenwinkel KW in der nach dem finalen Umkehrschritt erfolgenden Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung einen vorbestimmten Zündwinkel überschreitet. Der vorbestimmte Zündwinkel kann hierbei z.B. um eine vorbestimmte Winkeldifferenz, z.B. eine Winkeldifferenz in einem Bereich zwischen 5° und 10° Kurbelwellenwinkel KW, größer als der Kurbelwellenwinkel KW sein, bei dem der zweite Zylinder Z2 sich in seinem oberen Zündtotpunkt befindet.Alternatively, it is also possible that the ignition 9 after the final step in reverse, so the second point in time t2 , he follows. For example, the ignition 9 occur when the crankshaft angle KW in the preferred direction of rotation of the crankshaft after the final reversal step exceeds a predetermined ignition angle. The predetermined ignition angle can be, for example, by a predetermined angle difference, for example an angle difference in a range between 5 ° and 10 ° crankshaft angle KW , greater than the crankshaft angle KW be where the second cylinder Z2 is in its top ignition dead center.

Durch die aufgrund der Zündung 9 erfolgenden Verbrennung wird die Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung nach dem finalen Umkehrschritt beschleunigt, sodass zum dritten Zeitpunkt t3 ein erster unterer Totpunkt des zweiten Zylinders Z2 überschritten wird. Hierbei entspricht ein Kurbelwellenwinkel KW, bei dem der zweite Zylinder Z2 sich in seinem ersten unteren Totpunkt befindet, einem Kurbelwellenwinkel, bei dem der erste Zylinder Z1 sich in seinem oberen Zündtotpunkt ZOT befindet.By due to the ignition 9 After the combustion, the rotation of the crankshaft is accelerated in the preferred direction after the final reversal step, so that at the third point in time t3 a first bottom dead center of the second cylinder Z2 is exceeded. Here, one crankshaft angle corresponds KW where the second cylinder Z2 is in its first bottom dead center, a crankshaft angle at which the first cylinder Z1 himself in its top dead center ZOT is located.

Nach dem dritten Zeitpunkt t3 ist die Verbrennungskraftmaschine gestartet. Das Anlassmoment M_EM kann dann auf 0 reduziert werden. Weiter dargestellt ist auch ein Verlauf des Druckes p_z2 im Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2 während des Anlassvorgangs.After the third point in time t3 the internal combustion engine is started. The starting moment M _EM can then be reduced to 0. A course of the pressure is also shown p _z2 in the combustion chamber of the second cylinder Z2 during the starting process.

In 3 ist ein zeitlicher Verlauf 1 eines Kurbelwellenwinkels KW während eines Anlassvorgangs gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Hierbei erfolgt vor einem finalen Umkehrschritt zu einem vierten Zeitpunkt t4 ein Anschwingen der Kurbelwelle. Zu einem ersten Zeitpunkt t1 beginnt der Anlassvorgang. Die Kurbelwelle befindet sich zu diesem ersten Zeitpunkt an einem Startwinkel von etwa -45° Kurbelwellenwinkel KW. Dargestellt ist der Anlassvorgang für einen zweiten Zylinder Z2 der Verbrennungskraftmaschine, der sich in einem Verbrennungstakt befindet. Zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und einem zweiten Zeitpunkt t2 wird ein negatives minimales Anlassmoment MEM durch den Anlassmotor auf die Kurbelwelle ausgeübt. Diese dreht sich hierdurch entgegen einer Vorzugsrichtung der Kurbelwelle. Während dieser Drehung erfolgt zu einem Synchronisationszeitpunkt SE eine Synchronisation bzw. eine Initialisierung des Kurbelwellenwinkelsignals KWS. Zum zweiten Zeitpunkt t2 erfolgt eine Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle, wobei der Anlassmotor ein positives maximales Anlassmoment M_EM auf die Kurbelwelle ausübt. Diese beginnt, sich in Vorzugsrichtung zu drehen. Während dieser Drehung in Vorzugsrichtung beginnt zu einem Einspritzzeitpunkt EB eine Einspritzung von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2. Zu einem dritten Zeitpunkt t3 erfolgt eine erneute Drehrichtungsumkehr von einer Drehung in Vorzugsrichtung in eine Drehung entgegen der Vorzugsrichtung der Kurbelwelle. Hierbei ändert der Anlassmotor das Anlassmoment von einem maximalen positiven Anlassmoment M_EM auf ein negatives minimales Anlassmoment M_EM . Hierdurch beginnt die Kurbelwelle, sich entgegen der Vorzugsrichtung zu drehen. Der dritte Zeitpunkt t3 entspricht hierbei dem in 2 dargestellten Zeitpunkt t1. Insbesondere beginnt zum dritten Zeitpunkt t3 der in den Erläuterungen zu 2 beschriebene Andrehschritt. Für das weiterfolgende Verfahren kann daher ebenfalls auf die Erläuterungen zu 2 verwiesen werden. Insbesondere entsprechen die in 3 dargestellten Zeitpunkt t4, t5 den in 2 dargestellten Zeitpunkten t2, t3.In 3 is a time course 1 a crankshaft angle KW shown schematically during a starting process according to a second embodiment of the method according to the invention. This takes place before a final reversal step at a fourth point in time t4 an oscillation of the crankshaft. At a first point in time t1 the starting process begins. At this first point in time, the crankshaft is at a starting angle of approximately -45 ° crankshaft angle KW . The starting process for a second cylinder is shown Z2 the internal combustion engine, which is in a combustion cycle. Between the first point in time t1 and a second point in time t2 a negative minimum starting torque MEM is exerted on the crankshaft by the starter motor. This rotates against a preferred direction of the crankshaft. During this rotation takes place at a synchronization time SE a synchronization or an initialization of the crankshaft angle signal KWS . At the second point in time t2 the direction of rotation of the crankshaft is reversed, whereby the starter engine has a positive maximum starting torque M _EM exerts on the crankshaft. This begins to turn in the preferred direction. During this rotation in the preferred direction begins at an injection time EB an injection of fuel into a combustion chamber of the second cylinder Z2 . At a third point in time t3 there is another reversal of the direction of rotation from a rotation in the preferred direction to a rotation against the preferred direction of the crankshaft. Here, the starter motor changes the starting torque from a maximum positive starting torque M _EM to a negative minimum starting torque M _EM . As a result, the crankshaft begins to turn in the opposite direction to the preferred direction. The third point in time t3 corresponds to the in 2 time shown t1 . In particular, begins at the third point in time t3 the one in the explanations to 2 starting step described. For the following procedure, you can therefore also refer to the explanations 2 to get expelled. In particular, the in 3 time shown t4 , t5 the in 2 times shown t2 , t3 .

In 3 ist dargestellt, dass sich durch das erfindungsgemäße Anschwingen die Kurbelwellenwinkel KW, bei denen eine Drehrichtungsumkehr von einer Drehung entgegen der Vorzugsrichtung in eine Drehung in Vorwärtsrichtung erfolgt, jeweils verkleinern. Ebenso vergrößern sich durch das Anschwingen jeweils die Kurbelwellenwinkel KW bei denen eine Drehrichtungsumkehr von einer Drehung in Vorzugsrichtung in eine Drehung entgegen der Vorwärtsrichtung erfolgt.In 3 it is shown that the crankshaft angle changes due to the oscillation according to the invention KW , in which the direction of rotation is reversed from a rotation against the preferred direction to a rotation in the forward direction, reduce each. The crankshaft angles also increase as a result of the oscillation KW in which the direction of rotation is reversed from a rotation in the preferred direction to a rotation counter to the forward direction.

Durch das Anschwingen werden dynamische Eigenschaften des mechanischen Systems, bestehend aus mindestens der Verbrennungskraftmaschine, Kurbelwelle und Anlassmotor, ausgenutzt. Weiter kann das mechanische System ein Zwei-Massen-Schwungrad umfassen, welches den vorgeschlagenen Anschwingvorgang weiter verbessert bzw. erleichtert. Durch die Verwendung eines Zwei-Massen-Schwungrades lässt sich in vorteilhafter Weise eine erforderliche Amplitude eines maximalen oder minimalen Anlassmoments weiter reduzieren.As a result of the oscillation, dynamic properties of the mechanical system, consisting of at least the internal combustion engine, crankshaft and starter motor, are used. Furthermore, the mechanical system can comprise a two-mass flywheel, which further improves or facilitates the proposed oscillation process. By using a two-mass flywheel, a required amplitude of a maximum or minimum starting torque can advantageously be further reduced.

Hierdurch kann ein erforderliches positives maximales Anlassmoment M_EM kleiner als ein positives maximales Anlassmoment M_EM sein als das für das in 2 dargestellte Verfahren zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine erforderliche positive maximale Anlassmoment M_EM . Entsprechend kann auch ein Betrag eines negativen minimalen Anlassmoments M_EM ebenfalls kleiner sein als ein Betrag eines negativen minimalen Anlassmoments M_EM , welches für das in 2 dargestellte Verfahren zum Anlassen der Verbrennungskraftmaschine erforderlich ist.As a result, a required positive maximum starting torque can be achieved M _EM less than a positive maximum starting torque M _EM be than that for the in 2 illustrated method for starting an internal combustion engine required positive maximum starting torque M _EM . An amount of a negative minimum starting torque can also correspondingly M _EM also be smaller than an amount of negative minimum starting torque M _EM which for the in 2 illustrated method for starting the internal combustion engine is required.

Weiter ist in 3 ein Druck p_z2 im Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2 während des Anlassvorgangs dargestellt.Next is in 3 a pressure p _z2 in the combustion chamber of the second cylinder Z2 shown during the starting process.

In 4 ist ein schematischer Verlauf 1 eines Kurbelwellenwinkels KW während eines Verfahrens zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt. Dargestellt ist wiederum der Verlauf 1 des Kurbelwellenwinkels KW für einen Anlassvorgang, bei dem sich ein zweiter Zylinder Z2 der Verbrennungskraftmaschine in einem Verbrennungstakt befindet. Ein Anlassvorgang beginnt zu einem ersten Zeitpunkt t1. Zu diesem ersten Zeitpunkt t1 befindet sich die Kurbelwelle an einem Startwinkel, der bei etwa -135° Kurbelwellenwinkel KW liegt. Zum Startzeitpunkt herrscht in einem Verbrennungsraum des zweiten Zylinders ein Umgebungsdruck p_umg . Zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und einem zweiten Zeitpunkt t2 übt ein Anlassmotor ein positives maximales Anlassmoment M_EM auf die Kurbelwelle aus. Hierdurch dreht sich die Kurbelwelle in Vorzugsrichtung. Während dieser Drehung erfolgt zu einem Synchronisationszeitpunkt SE, der in diesem Fall dem zweiten Zeitpunkt t2 entspricht, eine Synchronisation bzw. eine Initialisierung des Kurbelwellenwinkelsignals KWS. Zum zweiten Zeitpunkt t2 erfolgt ebenfalls eine Drehrichtungsumkehr, wobei der Anlassmotor vom zweiten Zeitpunkt t2 an ein negatives minimales Anlassmoment M_EM auf die Kurbelwelle ausübt. Zum dritten Zeitpunkt t3 erfolgt wiederum eine Drehrichtungsumkehr von einer Drehung entgegen der Vorzugsrichtung in eine Drehung in Vorzugsrichtung. Während der zwischen dem dritten Zeitpunkt t3 und einem sechsten Zeitpunkt t6 erfolgenden Vorwärtsbewegung der Kurbelwelle überschreitet der Kurbelwellenwinkel KW zu einem vierten Zeitpunkt t4 den Startwinkel. Unter der Voraussetzung, dass von Beginn des Anlassvorgangs, also vom ersten Zeitpunkt t1, an alle Einlassventile, welche einen Lufteinlass in den Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2 steuern, und alle Auslassventile, welche einen Abgasauslass aus dem Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2 steuern, geschlossen sind, wird ab dem vierten Zeitpunkt t4 durch die Vorwärtsbewegung eines Kolben des zweiten Zylinders Z2 ein Volumen des Verbrennungsraums des zweiten Zylinders Z2 derart vergrößert, dass ein Unterdruck im Verbrennungsraum erzeugt wird. Nach Überschreiten des Startwinkels während der Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung, also nach dem vierten Zeitpunkt t4, beginnt zu einem Einspritzzeitpunkt EB eine Einspritzung von Kraftstoff in den Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2. Da in diesem Verbrennungsraum zu diesem Zeitpunkt Unterdruck herrscht, erfolgt eine verbesserte Gemischbildung und somit eine emissionsärmere Verbrennung und ein niedrigerer Kraftstoffverbrauch. Zu beachten ist hierbei, dass die Anzahl der Anschwingperioden unerheblich ist und variieren kann.In 4th is a schematic course 1 a crankshaft angle KW shown during a method for starting an internal combustion engine according to a third embodiment of the invention. The course is shown again 1 the crankshaft angle KW for a starting process in which a second cylinder is located Z2 the internal combustion engine is in a combustion cycle. A starting process begins at a first point in time t1 . At that first point in time t1 the crankshaft is at a starting angle that is around -135 ° crankshaft angle KW lies. At the starting time, there is an ambient pressure in a combustion chamber of the second cylinder p _coll . Between the first point in time t1 and a second point in time t2 a starter engine exerts a positive maximum starting torque M _EM on the crankshaft. This causes the crankshaft to rotate in the preferred direction. During this rotation takes place at a synchronization time SE which in this case the second time t2 corresponds to a synchronization or an initialization of the crankshaft angle signal KWS . At the second point in time t2 The direction of rotation is also reversed, with the starter engine starting from the second point in time t2 a negative minimum starting torque M _EM exerts on the crankshaft. At the third point in time t3 there is, in turn, a reversal of the direction of rotation from a rotation counter to the preferred direction to a rotation in the preferred direction. During the between the third point in time t3 and a sixth point in time t6 The forward movement of the crankshaft exceeds the crankshaft angle KW at a fourth point in time t4 the starting angle. Provided that from the beginning of the starting process, i.e. from the first point in time t1 , to all intake valves that provide an air intake into the combustion chamber of the second cylinder Z2 control, and all exhaust valves, which an exhaust gas outlet from the combustion chamber of the second cylinder Z2 control, are closed, will be from the fourth point in time t4 by the forward movement of a piston of the second cylinder Z2 a volume of the combustion chamber of the second cylinder Z2 enlarged in such a way that a negative pressure is generated in the combustion chamber. After the starting angle is exceeded while the crankshaft is rotating in the preferred direction, i.e. after the fourth point in time t4 , starts at an injection time EB an injection of fuel into the combustion chamber of the second cylinder Z2 . Since there is negative pressure in this combustion chamber at this point in time, there is an improved mixture formation and thus lower-emission combustion and lower fuel consumption. It should be noted here that the number of oscillation periods is insignificant and can vary.

In 4 ist dargestellt, dass während dieser Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung zu einem fünften Zeitpunkt t5 nicht dargestellte Auslassventile des zweiten Zylinders Z2 für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet werden. Hierdurch strömt Luft aus einer Abgasanlage in den Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2 ein. Der im Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2 herrschende Unterdruck wird also beginnend vom fünften Zeitpunkt t5 an abgebaut. Dies ist auch im ebenfalls in 4 dargestellten Verlauf eines Druckes p_z2 im Verbrennungsraum des zweiten Zylinders Z2 dargestellt. Zum sechsten Zeitpunkt t6 erfolgt eine weitere Drehrichtungsumkehr von einer Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung in eine Drehung der Kurbelwelle entgegen der Vorzugsrichtung. Die nunmehr erfolgende Drehung der Kurbelwelle durch den Anlassmotor entgegen der Vorzugsrichtung entspricht dem in den Erläuterungen zu 2 erläuterten Andrehschritt. Auch die nachfolgenden Schritte entsprechen dem zu 2 erläuterten Verlauf des Anlassvorgangs. Insbesondere entspricht die zu einem siebten Zeitpunkt t7, der einem zweiten Zeitpunkt t2 in 2 entspricht, erfolgende Drehrichtungsumkehr einer Drehrichtungsumkehr eines finalen Umkehrschritts. Zu einem achten Zeitpunkt t8, der einem dritten Zeitpunkt t3 in 2 entspricht, wird ein unterer Totpunkt des zweiten Zylinders Z2 überschritten, wobei ein zu diesem unteren Totpunkt korrespondierender Kurbelwellenwinkel KW einem Kurbelwellenwinkel KW entspricht, bei dem der erste Zylinder Z1 sich in seinem oberen Zündtotpunkt ZOT befindet.In 4th it is shown that during this rotation of the crankshaft in the preferred direction at a fifth point in time t5 exhaust valves, not shown, of the second cylinder Z2 be opened for a predetermined period of time. This causes air to flow from an exhaust system into the combustion chamber of the second cylinder Z2 on. The one in the combustion chamber of the second cylinder Z2 The prevailing negative pressure is therefore starting from the fifth point in time t5 on degraded. This is also in the also in 4th depicted course of a pressure p _z2 in the combustion chamber of the second cylinder Z2 shown. At the sixth point in time t6 there is a further reversal of the direction of rotation from a rotation of the crankshaft in the preferred direction to a rotation of the crankshaft opposite to the preferred direction. The now occurring rotation of the crankshaft by the starter motor against the preferred direction corresponds to that in the explanations 2 explained starting step. The following steps also correspond to this 2 explained course of the starting process. In particular, this corresponds to a seventh point in time t7 that a second time t2 in 2 corresponds to a reversal of the direction of rotation occurring a reversal of the direction of rotation of a final reversal step. At an eighth point in time t8 that a third time t3 in 2 corresponds to, becomes a bottom dead center of the second cylinder Z2 exceeded, with a crankshaft angle corresponding to this bottom dead center KW a crankshaft angle KW corresponds to where the first cylinder Z1 himself in its top dead center ZOT is located.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Verlauf eines KurbelwellenwinkelsCourse of a crankshaft angle
22: Öffnungsintervall von EinlassventilenOpening interval of inlet valves
33: Öffnungsintervall von AuslassventilenOpening interval of exhaust valves
44th: Pfeilarrow
55: Pfeilarrow
66th: KurbelwellenwinkelbereichCrankshaft angle range
77th: SynchronisationslückeSynchronization gap
88th: NockenwellenwinkelbereichCamshaft angle range
99: Zündungignition
Z1Z1: erster Zylinderfirst cylinder
Z2Z2: zweiter Zylindersecond cylinder
Z3Z3: dritter Zylinderthird cylinder
Z4Z4: vierter Zylinderfourth cylinder
KWKW: KurbelwellenwinkelCrankshaft angle
ZOTZOT: oberer Zündtotpunkttop dead center
LOTLOT: oberer Auslasstotpunktupper outlet dead center
UT1UT1: erster unterer Totpunktfirst bottom dead center
UT2UT2: zweiter unterer Totpunktsecond bottom dead center
p_umg p _coll: UmgebungsdruckAmbient pressure
M_EM M _EM: AnlassmomentStarting torque
t1t1: erster Zeitpunktfirst point in time
t2t2: zweiter Zeitpunktsecond point in time
t3t3: dritter Zeitpunktthird point in time
t4t4: vierter Zeitpunktfourth point in time
t5t5: fünfter Zeitpunktfifth point in time
t6t6: sechster Zeitpunktsixth point in time
t7t7: siebter Zeitpunktseventh point in time
t8t8: achter Zeitpunkteighth point in time
p_z1 p _z1: Druck im Verbrennungsraum eines ersten ZylindersPressure in the combustion chamber of a first cylinder
p_z2 p _z2: Druck im Verbrennungsraum eines zweiten ZylindersPressure in the combustion chamber of a second cylinder
SESE: SynchronisationszeitpunktSynchronization time
EBEB: EinspritzzeitpunktInjection timing
ZZ: ZündzeitpunktIgnition timing
PSPS: NockenwellenwinkelsignalCamshaft angle signal
KWSKWS: KurbelwellenwinkelsignalCrankshaft angle signal

Claims

Verfahren zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei die Verbrennungskraftmaschine ein Antriebsmoment in einer Vorzugsrichtung der Verbrennungskraftmaschine auf eine Kurbelwelle ausübt, wobei eine Anlasseinheit in einem Anlassvorgang ein Anlassmoment (M_EM) auf die Kurbelwelle ausübt, wobei ein positives Anlassmoment (M_EM) in Richtung und ein negatives Anlassmoment (M_EM) entgegen der Vorzugsrichtung auf die Kurbelwelle wirkt, wobei sich mindestens ein Zylinder (Z2) der Verbrennungskraftmaschine in einem Verbrennungstakt befindet und während des Anlassvorgangs - in einem Andrehschritt eine Drehung der Kurbelwelle durch die Anlasseinheit entgegen der Vorzugsrichtung erfolgt, - vor Erreichen eines oberen Zündtotpunkts des mindestens einen Zylinders (Z2) in einem finalen Umkehrschritt eine Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung erfolgt, und - vor Erreichen eines unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders (Z2) eine Zündung (9) eines sich in einem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspritzung in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) während des Andrehschritts beginnt oder dass eine Einspritzung in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) vor dem finalen Umkehrschritt und während einer Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung beginnt, wenn ein vorbestimmter Unterdruck in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) erreicht oder unterschritten wird.Method for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, the internal combustion engine exerting a drive torque on a crankshaft in a preferred direction of the internal combustion engine, a starting unit exerting a starting torque (M _EM ) on the crankshaft in a starting process, with a positive starting torque (M _EM ) in direction and a negative starting torque (M _EM ) acts against the preferred direction on the crankshaft, with at least one cylinder (Z2) of the internal combustion engine being in a combustion cycle and during the starting process - in a cranking step, the crankshaft is rotated by the starting unit against the preferred direction, - before reaching an ignition dead center of the at least one cylinder (Z2) in a final reversal step, the direction of rotation of the crankshaft is reversed in the preferred direction, and - before reaching a bottom dead center of the at least one cylinder (Z2) an ignition (9) of a s I takes place in a combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) of the internal combustion engine, the fuel-air mixture, characterized in that an injection into the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) begins during the cranking step or that an injection into the combustion chamber of the at least a cylinder (Z2) begins before the final reversal step and during a rotation of the crankshaft in the preferred direction when a predetermined negative pressure is reached or undershot in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Andrehschritt ein Anschwingen der Kurbelwelle erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the crankshaft starts to oscillate before the cranking step.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterdruck in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) aufgebaut wird, indem vor der Einspritzung während der Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung alle Ventile, die einen Fluidaustausch zwischen dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) und einer äußeren Umgebung des Verbrennungsraums ermöglichen, geschlossen sind.Method according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that a negative pressure is built up in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) by removing all valves that allow fluid exchange between the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) and an outer one prior to the injection during rotation of the crankshaft in the preferred direction Allow the area around the combustion chamber to be closed.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einspritzung während der Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung mindestens ein Auslassventil des mindestens einen Zylinders (Z2) geöffnet wird.Method according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that after the injection, during the rotation of the crankshaft in the preferred direction, at least one outlet valve of the at least one cylinder (Z2) is opened.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Andrehschritt oder das Anschwingen der Kurbelwelle von einem Startwinkel der Kurbelwelle ausgehend durchgeführt werden, wobei der Startwinkel um eine vorbestimmte Winkeldifferenz größer als ein Kurbelwellenwinkel (KW) ist, bei dem sich der mindestens eine Zylinders (Z2) im Verbrennungstakt in seinem oberen Zündtotpunkt befindet, wobei die Winkeldifferenz in einem Bereich von 0° bis 90° Kurbelwellenwinkel (KW) liegt.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the cranking step or the initial oscillation of the crankshaft are carried out starting from a starting angle of the crankshaft, the starting angle being a predetermined angle difference greater than a crankshaft angle (KW) at which the at least one cylinder (Z2) is in the combustion cycle its top ignition dead center, the angle difference being in a range from 0 ° to 90 ° crankshaft angle (KW).

Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzuspritzende Kraftstoffmenge und/oder ein Einspritzzeitpunkt und/oder eine Temperatur des sich in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches und/oder ein Druck im Verbrennungsraumes des mindestens einen Zylinders (Z2) derart geregelt oder gesteuert werden, dass eine Selbstzündung des sich in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches nach dem finalen Umkehrschritt und vor Erreichen des unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders (Z2) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a fuel quantity to be injected and / or an injection time and / or a temperature of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) and / or a pressure in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) can be regulated or controlled in such a way that self-ignition of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) after the final reversal step and before the bottom dead center of the at least one cylinder (Z2) is reached he follows.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des sich in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches mittels mindestens einer Glühkerze geregelt oder gesteuert wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the temperature of the fuel-air mixture located in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) is regulated or controlled by means of at least one glow plug.

Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einspritzdruck von einer mit der Kurbelwelle indirekt oder direkt mechanisch gekoppelten Pumpe durch den Andrehschritt oder das Anschwingen der Kurbelwelle erzeugt wird.Procedure according to Claim 6 or 7th , characterized in that an injection pressure is generated by a pump mechanically coupled indirectly or directly to the crankshaft by the cranking step or the crankshaft starting to oscillate.

Vorrichtung zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens eine Verbrennungskraftmaschine, mindestens eine Kurbelwelle, mindestens eine Anlasseinheit und mindestens eine Steuereinrichtung, wobei mittels der Verbrennungskraftmaschine ein Antriebsmoment in einer Vorzugsrichtung der Verbrennungskraftmaschine auf die Kurbelwelle ausübbar ist, wobei mittels der Anlasseinheit in einem Anlassvorgang ein Anlassmoment (M_EM) auf die Kurbelwelle ausübbar ist, wobei mittels der Steuereinrichtung das Anlassmoment (M_EM) regelbar ist, wobei mittels der Steuereinrichtung in dem Anlassvorgang das Anlassmoment (M_EM) zwischen einem positiven maximalen Anlassmoment (M_EM) und einem negativen minimalen Anlassmoment (M_EM) regelbar ist, wobei ein positives Anlassmoment (M_EM) in Richtung und ein negatives Anlassmoment (M_EM) entgegen der Vorzugsrichtung auf die Kurbelwelle wirkt, wobei mittels der Steuereinrichtung der Anlassvorgang derart durchführbar ist, dass sich mindestens ein Zylinder (Z2) der Verbrennungskraftmaschine in einem Verbrennungstakt befindet, und - dass in einem Andrehschritt eine Drehung der Kurbelwelle durch die Anlasseinheit entgegen der Vorzugsrichtung erfolgt, und - dass vor Erreichen eines oberen Zündtotpunkts des mindestens einen Zylinders (Z2) in einem finalen Umkehrschritt eine Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung erfolgt, und - dass vor Erreichen eines unteren Totpunkts des mindestens einen Zylinders (Z2) eine Zündung (9) eines sich in einem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) der Verbrennungskraftmaschine befindlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspritzung in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) während des Andrehschritts beginnt oder dass eine Einspritzung in den Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) vor dem finalen Umkehrschritt und während einer Drehung der Kurbelwelle in Vorzugsrichtung beginnt, wenn ein vorbestimmter Unterdruck in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders (Z2) erreicht oder unterschritten wird.Device for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising at least one internal combustion engine, at least one crankshaft, at least one starting unit and at least one control device, wherein a drive torque can be exerted on the crankshaft in a preferred direction of the internal combustion engine by means of the internal combustion engine Starting torque (M _EM ) can be exerted on the crankshaft, the starting torque (M _EM ) being controllable by means of the control device, the starting torque (M _EM ) being between a positive maximum starting torque (M _EM ) and a negative minimum during the starting process Starting torque (M _EM ) can be regulated, with a positive starting torque (M _EM ) acting on the crankshaft in the direction and a negative starting torque (M _EM ) acting against the preferred direction, the starting process being able to be carried out by means of the control device, that at least one cylinder (Z2) of the internal combustion engine is in a combustion cycle, and - that in a cranking step, the crankshaft is rotated by the starting unit against the preferred direction, and - that before reaching top dead center of the at least one cylinder (Z2) in one In the final reversal step, the direction of rotation of the crankshaft is reversed in the preferred direction, and - before a bottom dead center of the at least one cylinder (Z2) is reached, ignition (9) of a fuel-air mixture located in a combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) of the internal combustion engine takes place, characterized in that an injection into the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) begins during the cranking step or that an injection into the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2) begins before the final reversal step and during a rotation of the crankshaft in the preferred direction t, when a predetermined negative pressure is reached or undershot in the combustion chamber of the at least one cylinder (Z2).